氣相色譜法快速同時測定室內裝飾裝修材料膠黏劑中的苯、甲苯、二甲苯的含量

呂 鴻 張文申 許 峰 劉志娟

(中國兵器工業集團第五三研究所,濟南 250031)

隨著人們生活水平的不斷提高,住宅的精裝修越來越盛行。裝飾裝修材料膠黏劑每年的應用量很大，造成膠黏劑中毒事件時有發生，無論溶劑型還是水基型的，不合格的膠黏劑產品都含有有害物質，其主要成分是苯、甲苯、二甲苯、鹵代烷和鹵代烯烴，這些物質可造成皮膚損害、窒息、肺部疾患、腸胃功能失調、神經系統損傷、造血系統損壞及致癌等[1]。針對這些情況，我國《室內裝飾裝修材料膠黏劑中有害物質限量》對溶劑型和水基型膠黏劑中苯、甲苯、二甲苯的限量均作出了規定[2]，并提出采用氣相色譜法分別測定膠黏劑中苯、甲苯、二甲苯的含量，但該方法不利于快速檢測。

筆者建立了室內裝飾裝修材料膠黏劑中苯、甲苯、二甲苯含量快速同時測定的氣相色譜的方法，并利用氣相色譜-質譜(SIM)進行了方法驗證。該方法縮短了分析時間，提高了測試工作效率，測定結果準確可靠。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent HP6890N型，配有氫火焰離子化檢測器，硝基對苯二酸改性的聚乙二醇(FFAP)毛細管色譜柱(60 m×0.25 mm，0.25 μm)美國Agilent公司；

苯、甲苯、二甲苯：均為色譜純，天津科密歐試劑有限公司；

乙酸乙酯：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

膠黏劑樣品：萬能膠、強力膠、聚氨酯膠、氯丁橡膠膠、SBS膠黏劑均為市購。

1.2 色譜條件

進樣模式為不分流；柱溫：50℃，保持6 min，以10℃/min升到180℃，保持5 min；氣化溫度：240℃；檢測器溫度：260℃；載氣：N2，流速為2.5 mL/min。

1.3 實驗方法

(1)標準曲線繪制

采用稱重方法，用乙酸乙酯分別配制苯、甲苯、二甲苯單標儲備溶液，測定前，分別吸取單標儲備液，以乙酸乙酯稀釋配制成系列混合標準溶液，其中，苯濃度分別為8.58、17.14、34.28、85.70、171.40 μg/mL，甲苯濃度分別為9.04、18.06、36.12、90.31、180.62 μg/mL，二甲苯濃度分別為8.80、17.59、35.18、87.91、175.92 μg/mL。分別取1 μL進樣，以各組分的峰面積A為縱坐標，相應濃度c(μg/mL)為橫坐標，繪制標準曲線。

(2)樣品測定

稱取1.5～2.0 g(精準至0.1 mg)膠黏劑試樣，置于50 mL的容量瓶中，用乙酸乙酯溶解并稀釋至刻度，搖勻。用微量注射器取1 μL進樣，測其峰面積。若試樣溶液的峰面積大于標準系列中的最大濃度的峰面積，稀釋后再測。由標準曲線查得試樣溶液中苯、甲苯、二甲苯的質量濃度。

(3)結果計算

根據式(1)計算試樣中苯、甲苯、二甲苯的含量：

(1)

式中：X——試樣中苯、甲苯、二甲苯的含量，μg/kg；

ρt——從標準曲線上讀取的試樣溶液中苯、甲苯、二甲苯適量濃度，μg/mL；

V——試樣溶液的體積，mL；

m——試樣的質量，g；

f——稀釋因子。

2 結果與討論

2.1 溶劑的選擇

合成型膠黏劑，如氯丁橡膠、丁苯橡膠、酚醛-氯丁橡膠、酚醛-丁腈橡膠、SBS、聚氨酯等，一般均選用有機溶劑作為膠黏劑的溶劑，往往存在有毒有害化合物。在選擇溶解樣品的溶劑時，常用的丙酮對樣品溶解性差，不宜作為樣品的溶劑；甲醇對膠黏劑雖有很好的溶解性，但色譜分離時信號較大，影響有害化合物的測定；二甲基甲酰胺(DMF)對樣品溶解性好，對有害物質的測定無干擾，但出峰時間太長。因此選擇了對膠黏劑既有很好的溶解性又不干擾有害化合物測定的乙酸乙酯作為溶劑。

2.2 色譜條件的選擇

根據被測化合物的特性，選用的硝基對苯二酸改性的聚乙二醇(FFAP)毛細管柱，可保證膠黏劑樣品中非極性的苯、烷烴和極性的甲苯、二甲苯、鹵代烷烴等得到很好的分離，柱溫條件采用低的初始溫度和程序升溫(不分流進樣，柱溫50℃，保持6 min，以10℃/min升溫到180℃保持5 min)，氣化溫度240℃，檢測器溫度260℃，可使苯系化合物較好分離，同時膠黏劑中可能共存物乙醇、丙酮不干擾測定。

2.3 標準曲線方程和檢出限

對1.3(1)中的系列標準溶液進樣分析,以各組分的峰面積A為縱坐標，相應濃度c(μg/mL)為橫坐標繪制標準曲線。苯在8.58～171.40 μg/mL、甲苯在9.04～180.62 μg/mL、二甲苯在8.80～175.92 μg/mL范圍內具有良好的線性關系，苯的線性回歸方程為A=1.22c+1.02,r=0.999；甲苯的線性回歸方程為A=1.13c+0.11,r=0.999；二甲苯的線性回歸方程為A=1.08c-0.27,r=0.999。以3倍信噪比計算苯、甲苯、二甲苯的檢出限均為0.20 μg/mL。

2.4 方法精密度

分別取苯、甲苯、二甲苯低、高兩種濃度的標準溶液，取1 μL進樣，重復測定6次，計算測定結果的相對標準偏差(RSD)，結果表明，兩種濃度測定結果的RSD為1.36%～2.44%，實驗數據見表1。

表1 精密度試驗結果

2.5 回收試驗

分別稱取4份膠黏劑樣品，每份300 mg，加入到100 mL容量瓶中，在其中3個容量瓶內分別加入0.5、2.5、5.0 mL單標儲備液，第4個為樣品溶液，用乙酸乙酯定容至刻度，分別測定樣品溶液和加標溶液，根據測定結果計算苯、甲苯、二甲苯加標回收率。苯、甲苯、二甲苯回收率分別為97.14%～100.16%、95.51%～101.44%、97.87%～100.80%，均符合檢測的要求，實驗數據見表2。

表2 回收試驗結果(n=3)

2.6 樣品測定

利用本方法(氣相色譜法)和色質聯用法對市售的萬能膠、丁苯橡膠、聚氨酯膠、氯丁橡膠、SBS類型膠黏劑樣品分別進行檢測，各類膠黏劑中均檢測到苯、甲苯、二甲苯，檢測結果見表3

表3 5種樣品中苯、甲苯、二甲苯的檢測結果 μg/kg

由表3可知,兩種方法檢測結果相符合，說明該方法對膠黏劑中苯、甲苯、二甲苯的檢測準確可行。

3 結語

選用改性聚乙二醇色譜柱，采用程序升溫，以乙酸乙酯為溶劑，可使苯、甲苯、二甲苯較好地分離，而且乙醇、丙酮等不干擾測定。該方法靈敏、準確、快速可靠，適用于快速同時測定室內裝飾裝修材料膠黏劑中的苯、甲苯、二甲苯的含量。

[1] 何鳳生.中華職業醫學[M].北京：人民衛生出版社，1999：434-533.

[2] GB 18583-2008 室內裝飾裝修材料膠黏劑中有害物質限量[S].