測定脲醛樹脂中游離甲醛的實驗探討

李昕

摘 要：主要對測定脲醛樹脂中游離甲醛的實驗展開了探討，詳細介紹了實驗原理和實驗過程，并分析了實驗結(jié)果，以期為相關(guān)的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：游離甲醛；脲醛樹脂；膠粘劑；濃鹽酸

中圖分類號：TQ433.4+31 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.102

脲醛樹脂是一種室內(nèi)裝飾用的膠粘劑，含有游離甲醛，會嚴重危害人體健康。因此，研究人員需要對脲醛樹脂中游離甲醛的含量進行科學(xué)、合理的測定。

1 實驗原理

以2，4-二硝基苯肼作為甲醛的衍生化試劑，其在酸性條件下可與甲醛反應(yīng)。該反應(yīng)是不可逆的，且需要用環(huán)乙烷萃取反應(yīng)產(chǎn)物，并用氣相色譜儀測定脲醛樹脂中游離甲醛的含量。

2 實驗部分

2.1 儀器和試劑

實驗采用HP6890/5973氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

2，4-二硝基苯肼溶液（lg/）：L稱取0.109，將2，4-二硝基苯肼溶解于24 mL的濃鹽酸中，并用蒸餾水定容至100 mL。

甲醛標準溶液的制作過程為：取分析純甲醛溶液（質(zhì)量分數(shù)為37%）0.75 mL，用蒸餾水稀釋至250 mL，并用碘量法標定其質(zhì)量濃度至0.39 mg/mL，使用時可再稀釋至標準濃度。

環(huán)乙烷采用濟寧市化工研究所生產(chǎn)的產(chǎn)品。

內(nèi)標-環(huán)乙烷溶液的制作過程為：稱取0.002 3 g苯甲酸蔡酯溶于50 mL的瓶中，并用環(huán)乙烷溶解并定容至50 mL，最終其質(zhì)量濃度為46 mg/L。

脲醛樹脂采用市場上銷售的產(chǎn)品（微黃色黏稠液體）。

2.2 儀器設(shè)置條件

2.2.1 色譜條件

色譜柱采用HP-5彈性石英毛細管柱（30 mm×0.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度為270 ℃，柱室的初始溫度為210 ℃（保持2 min），以20 ℃/min的升溫速率升至250 ℃（保持10 min）。

載氣采用高純氦氣，柱前壓為92.7 kPa，流速為0.8 mL/min，不分流。

2.2.2 質(zhì)譜條件

接口溫度為50 ℃，電離方式為EI，電子能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃，四極桿溫度為150 ℃，調(diào)諧方式為標準調(diào)諧，質(zhì)量掃描方式為SCAN，溶劑延遲時間為2 min，掃描范圍為30～30 amu，電子倍增器的電壓為1 341 V。

2.3 樣品處理和試樣測定

取1 mL樣品（如果游離甲醛含量太高，則需在稀釋后取樣）置于具塞試管中，加入0.5 mL的2，4-二硝基苯肼溶液，在60 ℃的水浴中加熱7 min，并在流水中快速冷卻；加入1 mL內(nèi)標-環(huán)乙烷溶液，搖晃萃取5 min；在選定的色譜條件下，用微量進樣器取1 μL上層清液注人儀器，得到色譜圖（總離子流圖TCI）和標準庫檢索定性結(jié)果，然后按內(nèi)標法計算，得到定量結(jié)果。

3 結(jié)果與討論

3.1 內(nèi)標物的選擇

當采用內(nèi)標法測定物質(zhì)的含量時，選擇合適的內(nèi)標是非常重要的。我們分別對環(huán)乙酮、乙酸丁醋、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、苯甲酸蔡酯等物質(zhì)進行了檢測。在柱溫為250 ℃的情況下操作時，被測的甲醛衍生物與尾隨的干擾峰無法分離；采用升溫模式后，被測峰的分離效果良好，內(nèi)標苯甲酸蔡酯峰的保留時間僅為6.34 min，符合快速測定的要求。此外，將內(nèi)標物事先配成一定濃度的環(huán)乙烷溶液，并在實驗過程中依次加入內(nèi)標物和萃取劑，可使操作步驟簡化。

3.2 校正因子的測定

提取0.5 mL的甲醛標準溶液加入500 mL的瓶中，用蒸餾水定容，使其質(zhì)量濃度變?yōu)?.000 39 mg/mL；取1 mL液體加入試管中，加入0.5 mL的2，4-二硝基苯肼溶液，在60 ℃的水浴中加熱15 min，并在流水中快速冷卻后加入1 mL的內(nèi)標-環(huán)乙烷溶液，混勻萃取5 min，取1 μL上層清液進行氣相色譜分析，多次測定后取平均值，最終求得的校正因子的數(shù)值為3.255 7.

3.3 繪制回歸曲線

配制質(zhì)量濃度為0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L的甲醛標準溶液，并分別取1 mL按上述方法進行衍生化處理；取1 μL處理后的樣品在上述色譜條件下測定3次，并計算峰面積的平均值。以甲醛衍生物和內(nèi)標物的峰面積比（Ai/As）為縱坐標，以甲醛標準溶液的質(zhì)量濃度（Ci）為橫坐標繪制了工作曲線，其回歸方程為：

y=1.253 7x+0.027 3. （1）

求得相關(guān)系數(shù)R=0.099 73，其回歸曲線如圖1所示。

圖1 回歸曲線

由線形回歸方程可見，當甲醛的質(zhì)量濃度在0.2～1.0 g/L的范圍內(nèi)時，其與內(nèi)標物的峰面積比為良好的線性關(guān)系。該方法具有一定的可靠性，質(zhì)量分數(shù)檢測限為0.02 g/kg，遠低于GB 18583—2001規(guī)定的≤0.5 g/kg的限量。

3.4 樣品含量的測定

取未知試樣進行多次測定，并采用內(nèi)標法處理，結(jié)果如表1所示。實驗測得試樣中甲醛的質(zhì)量分數(shù)為0.011 %，變異系數(shù)為2.10 %，可滿足氣相色譜定量分析的要求。

表1 含量和精密度的測定（單位：%）

3.5 回收率的測定

分別取1 mL經(jīng)過測試的試樣于6支具塞試管中，并加入一定量的甲醛標準溶液，用上述方法處理后，各加入1 mL的內(nèi)標-環(huán)乙烷溶液，并取1 μL樣品在上述色譜條件下進行分析測定，每份樣品測定4次，取其平均值。測定結(jié)果如表2所示。

表2 回收率的測定結(jié)果

由表2可見，平均回收率為l00.l1%.

4 結(jié)束語

綜上所述，脲醛樹脂中的游離甲醛會對人們的身體健康造成嚴重的危害。因此，相關(guān)研究人員需要對其進行科學(xué)、合理的測定。本文就測定脲醛樹脂中游離甲醛的實驗進行了探討，以期為相關(guān)單位的需要提供幫助。

參考文獻

[1]開啟余.低毒脲醛樹脂膠的合成及膠液中游離甲醛的測定[J].遼寧化工，2009（11）.

〔編輯：張思楠〕