纺织助剂中溶剂含量的测定方法研究_董亿凡.pdf

2023 年第 4 期分析测试纺织助剂是指在纺织品的生产、加工以及化学整理过程中所使用的化学品，其通常都具备一定的特殊性能，纺织助剂的使用能够起到改善纺织品的性能质量、增大产品附加值、提高生产效率、降低生产成本以及减少环境污染的作用，有助于提升纺织工业的整体水平 1-3。常用的纺织助剂类型主要包括前处理助剂、染色助剂、印花助剂、后整理剂、抗静电剂、起毛剂以及其他特殊助剂等 4，5。近年来，随着人们生活水平的不断提高，对绿色、健康、无毒副作用纺织品的需求也越来越大，这就要求在纺织品的生产制造过程中不能残留有毒有害的纺织助剂等化学品，因此，对纺织助剂中各种有机溶剂的检测就显得尤为重要。目前，纺织助剂中溶剂含量的常用测定方法主要包括气相色谱法、气相色谱-质谱联用法、液相色谱法、液相色谱-质谱联用法以及超临界流体色谱分析法等 6，其中气相色谱法具有高灵敏度、高选择性、高效能、速度快、应用范围广、设备价格便宜以及操作简便等特点，在有机溶剂的检测中得到了比较广泛的应用 7，8。顶空进样法是气相色谱特有的一种进样方法。适用于挥发性大的组分分析。顶空进样法纺织助剂中溶剂含量的测定方法研究*董亿凡，叶安娜，刘茜，汪奇（浙江传化功能新材料有限公司，浙江 杭州 311000）摘要：采用气相色谱和顶空进样法相结合对纺织助剂中溶剂的含量进行测定，建立了顶空进样外标法测试纺织助剂中溶剂含量的方法，确定了用水和二乙二醇丁醚作为溶剂检测纺织助剂中溶剂含量的可行性，并对不同待测产品（水相样品和油相样品）中的溶剂含量进行了测定。实验结果表明，该方法可用于纺织助剂中甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚等溶剂含量的测定，水相和油相样品中溶剂含量的测定结果和理论值相差不大，平均相对标准偏差均小于 2.0%，平均回收率在 97.7%104.5%之间，该方法的检测下限为 0.10%。研究结果认为，该方法操作简单、检测速度快、灵敏度高，适用于纺织助剂中不同溶剂含量的分析测定。关键词：纺织助剂；气相色谱；顶空进样法；溶剂含量中图分类号：O658文献标识码：AStudy on determination method of solvent content in textile auxiliaries*DONG Yi-fan,YE An-na,LIU Qian,WANG Qi（Zhejiang ChuanHua functional new material Co.,Ltd.,Hangzhou 311000,China）Abstract:The solvent content in textile auxiliaries was determined by gas chromatography and headspace injection method.A headspace injection external standard method was established to test the solvent content in textileauxiliaries.The feasibility of using water and diethylene glycol butyl ether as solvents to detect the solvent contentin textile auxiliaries was determined,and the solvent content in different products to be tested(water phase samplesand oil phase samples)was determined.The experimental results show that this method can be used for the determination of methanol,ethanol,isopropanol,n-butanol,ethylene glycol butyl ether and diethylene glycol butyl etherin textile auxiliaries.There is little difference between the determination results of solvent content in water phaseand oil phase samples and the theoretical value.The average relative standard deviation is less than 2.0%,the average recovery is 97.7%104.5%,and the lower detection limit of this method is 0.10%.The results show that themethod has the advantages of simple operation,fast detection speed and high sensitivity,and can be applied to theanalysis and determination of different solvent contents in textile auxiliaries.Key words:textile auxiliaries;gas chromatography;headspace injection method;solvent contentDOI：10.16247/ki.23-1171/tq.20230421收稿日期：2022-05-21基金项目：浙江省教育厅科研计划项目（Y201839870）作者简介：董亿凡（1990-），男，汉族，浙江杭州人，工程师，2013 年毕业于湖北理工学院应用化学专业，大学本科，主要从事质量技术以及仪器分析方面的研究工作。Sum 331 No.4化学工程师ChemicalEngineer2023 年第 4 期2023 年第 4 期使待测物挥发后进样，可免去样品萃取、浓集等步骤，还可避免待测样品中非挥发组分对色谱柱的污染 9，10。因此，本文采用气相色谱与顶空进样相结合的方法，建立了一种测定纺织助剂中溶剂含量的方法，并对不同待测产品（水相样品和油相样品）中的溶剂含量进行了测定，为纺织助剂中溶剂含量的分析研究提供参考。1实验部分1.1仪器与试剂GC-2030 型气相色谱仪（配备 FID 型检测器 广东晟泽科技有限公司）；HS-10 型顶空进样器（配备20mL 顶空瓶 日本岛津公司）；BSA124S 型精密电子分析天平（精度为 0.0001g，量程为 100g 南京晓晓仪器设备有限公司）。甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异辛醇，均为色谱纯，天津市康科德科技有限公司；乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚，均为色谱纯，上海吉至生化科技有限公司；正己烷、二甲基甲酰胺（DMF）、二氧六环、二甲基亚砜，均为色谱纯，北京谱析标准技术有限公司；实验用水均为超纯水（莱弗特环保科技有限公司）。1.2标准储备液的配制1.2.1水相体系准确称取 5g（精确至 0.0002g）甲醇（或者乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇丁醚）于 100mL的容量瓶中，然后用超纯水定容至 100mL，该溶液即为浓度为 50g L-1的标准溶液储备液。1.2.2油相体系准确称取 5g（精确至 0.0002g）的异丙醇（或者乙二醇丁醚）于 100mL 的容量瓶中，然后用二乙二醇丁醚定容至 100mL，该溶液即为浓度为 50g L-1的标准溶液储备液。1.3实验方法准确称取一定质量的待测样品，用水或二乙二醇丁醚标定容积，使待测样品的溶剂含量处在浓度为 15g L-1（质量分数约 0.1%0.5%）之间，其溶剂含量在校准曲线的线性测定范围内，并记录稀释的倍数；移取 1mL 的待测样品或待测样品的稀释液于顶空进样瓶中，在相同的条件下进行仪器测定。2结果与讨论2.1测定条件的选择2.1.1顶空自动进样器恒温炉温度：65；定量环温度：105；传输线温度：110；样品瓶加热平衡时间：15.0min；GC 循环时间：20.0min。2.1.2气相色谱仪色谱柱：HP-5（30.0m0.32nm1.8m）柱或等效色谱柱；进样口温度：250；检测器温度：250；色谱柱温程：初始温度 40，保持1.0min，以 25 min-1程序升温至 200，保持 5min；色谱柱流量：1.85mL min-1；分流比：50。2.1.3溶剂的选择水相样品由于甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇丁醚等溶剂均能与水互溶，依据安全环保的相关标准要求，本次实验选择超纯水作为溶剂。水相体系中不同溶剂的色谱图分析结果见图 1。油相样品由于正己烷、异辛醇、乙酸丁酯、二甲基亚砜等溶剂不能有效的分离硅油类产品，不适合做溶剂；而二氧六环、二甲基甲酰胺（DMF）、二乙二醇丁醚等溶剂能够很好的溶解这些硅油类产品，也能与异丙醇分离，均可作为溶剂，然而经过前期多次的实验验证，二氧六环和二甲基甲酰胺（DMF）作为溶剂的实验结果重复性较差；因此，本次实验选用二乙二醇丁醚作为溶剂。油相体系中不同溶剂的色谱图分析结果见图 2。a.异丙醇 b.乙二醇丁醚 c.二乙二醇丁醚图 2油相体系中不同溶剂的色谱图Fig.2Chromatograms of different solvents in oil phase system强度/uVt/min1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.07000006000005000004000003000002000001000000a.1.595b.4.081c.6.064F1D1a.甲醇 b.乙醇 c.异丙醇 d.正丁醇 e.乙二醇丁醚图 1水相体系中不同溶剂的色谱图Fig.1Chromatograms of different solvents in aqueous system强度/uVt/min90000080000070000060000050000040000030000020000010000001.0 1.5 2.02.53.03.5 4.04.55.05.56.06.57.07.5a.1.453 b.1.538c.1.622d.2.617e.7.414F1D1董亿凡等：纺织助剂中溶剂含量的测定方法研究222023 年第 4 期表 4油相样品中溶剂含量Tab.4Solvent content in oil phase sample待测产品名称批号溶剂含量/%Z-437A21062000015.211.1Z-438B21032300015.210.6EO-160A21070600019.7Z-4970210526000122.9Z-464B210302000153.8Z-4507A210612000127.8Z-4867K210415000128.9异丙醇乙二醇丁醚/2.2标准曲线的绘制分别移取 2、4、6、8、10mL 标准溶液储备液，用水或二乙二醇丁醚定容至100mL，稀释液浓度为15g L-1。再准确移取不同浓度稀释液 1mL 至顶空瓶中，通过上述条件进样，以不同溶剂质量浓度为 X 轴，以峰面积为 Y 轴作标准曲线，即得到该测试方法的标准曲线和相关系数，见表 1、2。由表 1、2 可见，在一定质量浓度范围内，水相和油相体系中不同溶剂的标准曲线均能呈现出良好的线性关系，并且相关系数较高。2.3样品测定准确称取一定质量的待测产品，用水或二乙二醇丁醚标定容积，备用。移取 1mL 待测产品或产品的稀释液于顶空进样瓶中，在相同条件下，通过顶空进样检测出峰面积，再由校正曲线计算出溶剂的含量，测定结果见表 3、4。表 2油相体系中不同溶剂的标准曲线Tab.2Standard curves of different solvents in oil phase sy