氣相色譜法測定溶劑型木器涂料中苯系物含量

摘 要：本文采用氣相色譜法測定溶劑型木器涂料中苯系物含量，通過優(yōu)化和改進氣相色譜測試條件，建立適合的苯系物測試方法。使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀定性，以正庚烷為內(nèi)標物，乙酸乙酯為稀釋劑，用氣相色譜（FID）對溶劑型木器涂料的質(zhì)控樣品進行測定。結(jié)果表明，質(zhì)控樣品中苯、甲苯、乙苯和二甲苯的測定值均在其測量不確定范圍內(nèi)，相對標準偏差（n=6）為0.68%～3.31%，滿足方法測定要求。該方法準確可靠，重復(fù)性好，適用于溶劑型木器涂料中苯系物的測定。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法，溶劑型木器涂料，苯系物

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.11.032

溶劑型木器涂料種類繁多，具有施工簡便、干燥快、耐磨，耐腐蝕等特點，是建筑業(yè)常用的裝飾裝修材料。用于室內(nèi)裝飾裝修的溶劑型木器涂料大部分以有機物為溶劑，由稀釋劑，樹脂，填料等組成。在國外，溶劑型涂料的生產(chǎn)應(yīng)用已被明令禁止或受限，2004年歐盟已立法嚴禁生產(chǎn)和使用溶劑型涂料，目前我國仍在大量使用[1]。由于木器涂料的性質(zhì)及組成，在施工以及使用過程中能夠造成室內(nèi)空氣質(zhì)量下降，以及有可能產(chǎn)生影響人體健康的有害物質(zhì)揮發(fā)性有機化合物（VOC）、苯、甲苯、二甲苯等。隨著社會的發(fā)展，苯系物污染問題越來越來越受到人們的重視，而苯系物對人體健康的危害較大，短時間吸入后，會引起神經(jīng)衰弱、眩暈、頭痛等癥狀，長時間接觸后，會導(dǎo)致人體基因的突變，嚴重的會造成障礙性貧血和白血病[2]。苯系物污染已被世界衛(wèi)生組織確定為強烈致癌物質(zhì)[3-5]，故應(yīng)對其含量嚴加控制。

目前我國依據(jù)GB 18581-2020《木器涂料中有害物質(zhì)限量》和GB/T 23990-2009《涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯含量的測定 氣相色譜法》對木器涂料中苯系物含量進行檢測和分析[6-7]。本文選用的溶劑型木器涂料質(zhì)控樣品為硝基清漆，其基體較為復(fù)雜，且質(zhì)控樣品中含有的部分酯類物質(zhì)會對苯系物的檢測有一定的干擾。按照標準給出的色譜條件，不能很好地將樣品中的干擾組分和苯系物分離開，導(dǎo)致樣品的測定結(jié)果不準確。通過優(yōu)化和改進色譜測試條件，使用DB-624色譜柱能較好地分離各組分，從而準確地測出質(zhì)控樣品中苯系物的含量。

1 實驗部分

1.1 試劑

乙酸乙酯（色譜純）；正庚烷（色譜純）；苯、甲苯、乙苯、對（間）二甲苯、鄰二甲苯（色譜純）；溶劑型木器涂料質(zhì)控樣品（有證書）。

1.2 主要儀器

氣相色譜儀：Agilent 8890（帶FID檢測器、分流裝置、尾吹氣裝置）；Agilent 7890B-5977氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；色譜柱：6%氰丙基苯基/94%聚二甲基硅氧烷毛細管柱（DB-624，60m×250μm×1.4μm）；電子天平（精確至0.1 mg）。

1.3 色譜條件

DB-624毛細色譜柱（60m×250μm×1.4μm）；進樣口溫度：280 ℃；檢測器溫度：280 ℃；程序升溫：初始溫度50 ℃保持10 min，以8 ℃/min升至90℃保持2 min，再以25 ℃/min升至200 ℃并保持5min；分流比：20：1；載氣流速：2 mL/min；氫氣流量為35 mL/min；空氣流量為350 mL/min。

2 試驗方法

2.1 校正因子的測定

分別稱取一定量（精確至0.1 mg）的苯、甲苯、乙苯、二甲苯和與被測化合物相近數(shù)量的內(nèi)標物正庚烷于同一配樣瓶中，加入5 mL乙酸乙酯稀釋混合，密封配樣瓶并搖勻，在1.3色譜條件下進行分離和測定，用微量注射器取1.0 μL校準化合物注入氣相色譜儀中，記錄色譜圖，各校準化合物的色譜圖如圖1所示。

根據(jù)被測化合物的峰面積及稱量的質(zhì)量，分別計算被測化合的相對校正因子，計算結(jié)果見1。

2.2 試樣的測定

2.2.1 定性分析

將樣品攪拌均勻，稱取約2 g的樣品，用5 mL乙酸乙酯稀釋搖勻，樣品經(jīng)離心過濾，取1.0 μL注入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀中，確定是否存在被測化合物。

2.2.2 試樣配制

將樣品攪拌均勻，稱取約2 g的試樣及0.04 g左右的內(nèi)標物正庚烷于配樣瓶中（精確至0.1mg），用5 mL乙酸乙酯稀釋混勻，在1.3色譜條件下，用微量注射器取1.0 μL已離心過濾的試樣注入氣相色譜儀中，記錄峰面積，計算樣品中苯系物的含量。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜柱的選擇

溶劑型木器涂料成分比較復(fù)雜，用氣相色譜儀（GC-FID）定性，容易發(fā)生定性錯誤的情況，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準確，采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀定性可以有效避免類似情況的發(fā)生[8]。溶劑型木器涂料質(zhì)控樣品經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀定性含有乙酸仲丁酯，而甲苯和乙酸仲丁酯的沸點均在111 ℃左右，出峰時間非常接近。使用DB-1色譜柱（50×320 μm×0.25 μm），對質(zhì)控樣品進行測定分析，樣品中其他各組分能夠很好地分離開，但甲苯和乙酸仲丁酯的分離效果不理想，出峰時間分別為甲苯（7.014 min）和乙酸仲丁酯（7.179min）。氣相色譜在1.3條件下，使用DB-624色譜柱（60m×250m×1.4 m）對質(zhì)控樣品進行分離和測定，記錄色譜圖如圖2所示。

從圖2可看出，在DB-624色譜柱中，甲苯和乙酸仲丁酯得到了很好的分離，苯、乙苯、二甲苯的分離也較理想，故選擇分離效果較好的DB-624毛細管色譜柱進行試驗。

3.2 質(zhì)控樣品中苯系物的測試結(jié)果

按照步驟2.2.2處理質(zhì)控樣品，用氣相色譜儀在1.3條件下對樣品進行測定分析，根據(jù)GB/T 23990-2009《涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯含量的測定氣相色譜法》的式（2）分別計算出質(zhì)控樣品中被測化合物的含量、相對誤差，計算結(jié)果見表2。

從表2可以看出質(zhì)控樣品中包含的苯系物組分別為苯、甲苯、乙苯、二甲苯，其中二甲苯為對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯的含量之和。按本文的方法對不同濃度的質(zhì)控樣品進行檢測，質(zhì)控樣品的測定值均在其測量不確定度范圍內(nèi)，準確度高，滿足方法測定要求。

3.3 質(zhì)控樣品中苯系物的精密度

按本文的方法對不同濃度的質(zhì)控樣品各平行測定6次，計算質(zhì)控樣品的平均值、標準偏差、相對標準偏差，結(jié)果見表3。

由表3可以看出，質(zhì)控樣品中苯、甲苯、乙苯和二甲苯的相對標準偏差（n =6）為0.68%～3.31%，重復(fù)性好，符合GB/T 23990-2009《涂料中苯、甲苯、乙苯和二甲苯含量的測定 氣相色譜法》A法中測試結(jié)果相對偏差<5%的要求。

4 結(jié) 論

溶劑型木器涂料的成分較復(fù)雜，用氣相色譜僅依據(jù)各組分的保留時間進行定性，容易導(dǎo)致定性錯誤的情況發(fā)生，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進行定性，可以排除干擾來避免定性誤判。本文對氣相色譜的測定條件進行了優(yōu)化和改進，采用分離效果較好的DB-624毛細管色譜柱，用氣相色譜（FID），以正庚烷為內(nèi)標物，乙酸乙酯為稀釋劑，來測定溶劑型木器涂料中苯系物的含量。通過對質(zhì)控樣品的測定，可知質(zhì)控樣品中苯系物的測定值均在其測量不確定度范圍內(nèi)，相對標準偏差（n =6）為0. 68%～3. 31%，該方法準確度和精密度均較好，檢測結(jié)果準確可靠，適用于溶劑型木器涂料中苯系物的測定。

參考文獻

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作者簡介

馬濤，本科，助理工程師，研究方向為有機化學。

（責任編輯：袁文靜）