凝膠色譜法測(cè)定異戊烯醇聚氧乙烯醚含量*

劉玉成，王江雪，魏　大，于　旭，李　平，金坤敬，龔銀香

(長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北　荊州　434000)

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凝膠色譜法測(cè)定異戊烯醇聚氧乙烯醚含量*

劉玉成，王江雪，魏大，于旭，李平，金坤敬，龔銀香

(長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434000)

建立了一種能快捷、靈敏地測(cè)定異戊烯醇聚氧乙烯醚含量方法。采用混合凝膠柱，柱溫為35 ℃，流動(dòng)相是0.1 mol/L的硝酸鈉，流速：1 mL/min。異戊烯醇聚氧乙烯醚溶液濃度與峰高線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)0.9999，加樣回收率平均值為99.98%，相對(duì)平均偏差(RSD)=0.1%(n=5)。該方法簡(jiǎn)便、快速、有效、靈敏、準(zhǔn)確、具有良好的重復(fù)性和回收率。可用于異戊烯醇聚氧乙烯醚純度的測(cè)定。

凝膠色譜；異戊烯醇聚氧乙烯醚；含量分析

隨著建筑行業(yè)飛速的發(fā)展，混凝土的需求量廣泛。高性能混凝土有著高強(qiáng)、高耐久、高工作性等特點(diǎn)。減水劑因其超分散作用，少量添加能使混凝土有超高的流動(dòng)性，減少混凝土拌合物的用水量，提高水泥強(qiáng)度。異戊烯醇聚氧乙烯醚在聚羧酸減水劑的合成中是烯丙基聚乙二醇的升級(jí)產(chǎn)品，具有更好的聚合活性[1]。謝麗娜[2]利用溴酸鉀-溴化鉀測(cè)減水劑中大單體不飽和度，精確度高，但是該方法的實(shí)驗(yàn)條件苛刻。竇琳[3]用醋酸汞法測(cè)聚羧酸減水劑中大單體不飽和度，操作繁瑣，且不環(huán)保。本文建立一種定量方法，通過凝膠色譜測(cè)到的峰高與已知樣品濃度的關(guān)系建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而測(cè)定異戊烯醇聚氧乙烯醚的含量。該方法重復(fù)性好，準(zhǔn)確性高，操作簡(jiǎn)單。

1　儀器與藥品

Waters凝膠色譜儀，包括Waters 2414 折光檢測(cè)器，Waters 1515 高效液相色譜泵，Waters 2707 自動(dòng)進(jìn)樣器；水溶性凝膠柱：Ultrahydrogel 2000和Ultrahydrogel DP*；艾科浦超純水儀；超聲波清洗儀，張家港市科爾超聲電子有限公司；真空抽濾泵，北京京科瑞達(dá)有限公司；針頭過濾器，上海壘固儀器有限公司；一次性注射器，武漢市王冠醫(yī)療器械有限公司；離心機(jī)，金壇市白塔新寶儀器廠。

大單體異戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG，分析純)，遼寧奧克化學(xué)股份有限公司;硝酸鈉(色譜純)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

2　方法與結(jié)果

2.1色譜條件

色譜柱為水溶性凝膠柱Ultrahydrogel 2000和Ultrahydrogel DP*兩根混合串聯(lián)使用，流動(dòng)相：0.1 mol/L的硝酸鈉，流速：1 mL/min，柱溫35 ℃。

2.1.1流動(dòng)相的選擇

配制0.06 mol/L、0.08 mol/L、0.10 mol/L、0.12 mol/L的硝酸鈉和磷酸二氫鉀溶液分別測(cè)樣品異戊烯醇聚氧乙烯醚，根據(jù)峰形選擇0.10 mol/L的硝酸鈉作為測(cè)異戊烯醇聚氧乙烯醚的流動(dòng)相。

2.1.2流速和柱溫的選擇

流速主要影響樣品出峰時(shí)間，分別以0.8 mL/min、1.0 mL/min和1.2 mL/min進(jìn)行測(cè)樣分析，發(fā)現(xiàn)1.0 mL/min和1.2 mL/min出峰時(shí)間較短，但是1.2 mL/min流速過快，分離柱壓力顯示過大，出于對(duì)分離柱的保護(hù)，選擇1.0 mL/min作為流速。以1.0 mL/min為流速，分別在33 ℃、35 ℃、37 ℃的條件下測(cè)樣品，根據(jù)峰形等因素選擇35 ℃作為柱溫。

2.1.3測(cè)樣時(shí)間的選擇

以0.10 mol/L的硝酸鈉作為流動(dòng)相，流速為1.0 mL/min，35 ℃作為柱溫進(jìn)行測(cè)樣分析，發(fā)現(xiàn)樣品峰從開始到結(jié)束時(shí)間約為25 min。因此，以25 min為測(cè)一個(gè)樣品的時(shí)間。

2.2溶液的配制

2.2.1流動(dòng)相的配制

準(zhǔn)確稱取8.5000 g硝酸鈉用超純水定溶于1000 mL容量瓶中，用真空抽濾泵抽濾后再用超聲波清洗儀超聲去氣泡待用。

2.2.2異戊烯醇聚氧乙烯醚的提純

取一定量的異戊烯醇聚氧乙烯醚放入燒杯中，用乙酸乙酯溶解后靜置一段時(shí)間，用離心機(jī)離心，取下層固體。重復(fù)此步驟三次，得到純的異戊烯醇聚氧乙烯醚。將提純后的異戊烯醇聚氧乙烯醚烘干后研磨至粉末狀，放入真空干燥皿中待用。

2.2.3異戊烯醇聚氧乙烯醚標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確稱取1.0089 g提純過后的異戊烯醇聚氧乙烯醚用超純水定溶于100 mL容量瓶中，作為母液抽濾后超聲待用。取1.5 mL、2.0 mL、3.0 mL、3.5 mL、4.0 mL母液分別用流動(dòng)相準(zhǔn)確定溶于10 mL容量瓶中，編號(hào)為1、2、3、4、5號(hào)，待測(cè)。

2.3測(cè)定方法

儀器開機(jī)，設(shè)定泵的壓力和流速，先用流動(dòng)相沖洗分離柱，持續(xù)近2 h使系統(tǒng)平衡。將2.2.2中配制好的待測(cè)溶液分別用一次性注射器過濾至樣品瓶中，按順序編號(hào)，放入儀器，設(shè)置樣品的測(cè)定時(shí)間。觀察基線變化，持續(xù)穩(wěn)定后，儀器自動(dòng)進(jìn)樣檢測(cè)。

2.4線性關(guān)系

圖1　異戊烯醇聚氧乙烯醚標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2　異戊烯醇聚氧乙烯醚標(biāo)樣的典型凝膠色譜圖

用2.2.3項(xiàng)所配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液， 按2.1項(xiàng)色譜條件和2.3項(xiàng)測(cè)定方法測(cè)定峰高，以峰高為縱坐標(biāo)Y，以對(duì)應(yīng)的溶液濃度為橫坐標(biāo)X，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合回歸方程。得到異戊烯醇聚氧乙烯醚的線性方程為Y=12708X-872.56，相關(guān)系數(shù)R=0.9999。異戊烯醇聚氧乙烯醚的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1，異戊烯醇聚氧乙烯醚的典型凝膠色譜圖見圖2。

異戊烯醇聚氧乙烯醚標(biāo)樣的典型凝膠色譜圖中，其保留時(shí)間大約在19 min。

2.5重復(fù)性試驗(yàn)

對(duì)同一品質(zhì)的異戊烯醇聚氧乙烯醚，在相同的色譜條件下進(jìn)行5次分析，5次分析的結(jié)果中異戊烯醇聚氧乙烯醚質(zhì)量濃度的相對(duì)平均偏差(RSD)小于1%，表明重復(fù)性良好。

2.6加標(biāo)回收試驗(yàn)

參考加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)方法[4]，同時(shí)取1.5 mL 2.1.2中配制的異戊烯醇聚氧乙烯醚母液分別置于10 mL容量瓶中，編號(hào)為1和2。移取異戊烯醇聚氧乙烯醚母液0.3 mL置于1號(hào)容量瓶中，移取異戊烯醇聚氧乙烯醚母液1.0 mL置于2號(hào)容量瓶中，分別用流動(dòng)相定溶至刻度。通過含量的測(cè)定，計(jì)算回收率，異戊烯醇聚氧乙烯醚的平均回收率為99.98%。數(shù)據(jù)見表1。

表1　加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)　果

本文用凝膠色譜法測(cè)大分子單體異戊烯醇聚氧乙烯醚含量，異戊烯醇聚氧乙烯醚溶液濃度與峰高線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)0.9999，加樣回收率平均值為99.98%，相對(duì)平均偏差(RSD)=0.1%(n=5)。該方法簡(jiǎn)便、快速，具有良好的重復(fù)性和回收率,可用于異戊烯醇聚氧乙烯醚純度的測(cè)定和工廠原材料純度的分析,對(duì)今后的減水劑的合成及減水劑分子表征研究[5]也有一定的指導(dǎo)意義。

[1]上海石化TPEG新產(chǎn)品試制成功[J].上海化工,2012,37(3):42-42.

[2]謝麗娜,姚晨之.聚羧酸系減水劑大單體雙鍵保留率碘值法的測(cè)定[J].當(dāng)代化工,2015(1):27-29.

[3]竇琳.聚羧酸鹽減水劑大單體不飽和度的測(cè)定及研究[D].太原:山西大學(xué),2011.

[4]任成忠,毛麗芬.加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的實(shí)施及回收率計(jì)算的研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2006,32(2):9-11.

[5]姜玉,龐浩,廖兵,等.聚羧酸系高效減水劑的研究和應(yīng)用[J].化工進(jìn)展,2007,26(1):37-41.

Determination of TPEG Content by Gel Chromatography*

LIUYu-cheng,WANGJiang-xue,WEIDa,YUXu,LIPing,JINKun-jing,GONGYin-xiang

(Yangtze University of Chemical and Environmental Engineering, Hubei Jingzhou 434000, China)

A fast sensitive method for the determination of TPEG content was established. Mixed gel columns were used. The temperature of gel columns was 35 ℃. 0.1 mol/L sodium nitrate aqueous solution was used as mobile phase. Flow rate was 1 mL/min. TPEG solution concentration and peak height had a good linear relationship. The correlation coefficient was 0.9999.The average recovery of TPEG content was 99.98% with relative standard deviation of 0.1% (n=5). This method was simple, rapid, efficient, sensitive, accurate and had good repeatability and recovery. It can be used for the detection of TPEG content.

gel chromatography; TPEG; content analysis

湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2013CFA107)；國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(104892014019)。

劉玉成，男，就讀于長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院。

龔銀香(1965-)，男，碩士，教授，現(xiàn)主要從事精細(xì)化學(xué)品合成研究。

O65

A

1001-9677(2016)03-0104-02