氣質聯用法測定紡織品中乙二醇乙醚醋酸酯的含量

陳金泉　林寧婷　衛敏

摘要：本文建立了紡織品中乙二醇乙醚醋酸酯的氣相色譜-質譜（GC-MS）檢測方法。本方法中樣品采用甲醇超聲提取后，采用氣相色譜-質譜聯用全掃描和選擇離子掃描方式對提取液進行定性定量分析，外標法定量。結果表明：在0.02 mg/L～ 2.0 mg/L范圍內，方法的線性關系良好，相關系數為0.9993；方法檢測低限為0.02 mg/kg，定量限為0.05 mg/kg；在0.05 mg/kg、0.1 mg/kg和5.0 mg/kg三個加標水平下，回收率為86.95%～107.51%，相對標準偏差2.15%～8.83%。該方法簡便、準確、靈敏度和精密度高，適用于紡織品中乙二醇乙醚醋酸酯的定性定量分析檢測。

關鍵詞：紡織品；乙二醇乙醚醋酸酯；超聲波；氣相色譜-質譜聯用法

乙二醇乙醚醋酸酯（2-ethoxy-ethanoacetate，2EEA），也稱2–乙氧基乙基乙酸醋，主要用于金屬、家具噴漆的溶劑，刷涂漆用溶劑，可用作保護性涂料、染料、樹脂、皮革、油墨的溶劑，與其他化合物配合用作皮革粘合劑，還可作為氰基丙烯酸酯膠粘劑生產的中間體，當殘留了乙二醇乙醚醋酸酯的氰基丙烯酸酯膠粘劑被用于紡織面料過程中會對人們產生危害。乙二醇乙醚醋酸酯吸入、皮膚接觸和吞咽有害，并且具有生殖毒性，因此在2011年6月20日，歐盟化學品管理局（ECHA）將乙二醇乙醚醋酸酯加入高度關注的物質（SVHC）候選清單中，這意味著對含有這些物質的產品（混合物或物品）的提供者提出了更高的要求。

目前國內外對乙二醇乙醚醋酸酯的檢測方法較少，主要集中在空氣、水性涂料、助劑，已經報道乙二醇乙醚醋酸酯的檢測方法有：氣相色譜–氫火焰檢測器法[1]、氣相色譜–質譜法[2-3]。本文采用氣相色譜-質譜聯用法，探索建立紡織品中乙二醇乙醚醋酸酯的檢測方法，該方法具有前處理簡單、定性定量準確、靈敏度高、穩定好等特點，可用于紡織品中的乙二醇乙醚醋酸酯的檢測。

1 試驗部分

1.1 儀器和試劑

氣相色譜質譜儀（Agilent 7890A-7000B，安捷倫科技有限公司）；超聲波發生器（KQ-500E，昆山市超聲儀器有限公司）；具塞提取瓶（規格為60 mL）；有機系濾膜（孔徑為0.22μm）。

丙酮、甲醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷，均為色譜純。

乙二醇乙醚醋酸酯的標準品：CAS號111-15-9，純度≥99%，德國Dr.Ehrenstorfer公司。

乙二醇乙醚醋酸酯標準溶液：準確稱取適量的乙二醇乙醚醋酸酯標準品，用甲醇配制成濃度為1000 μg/mL的標準儲備液；用甲醇逐級稀釋，配制所需要的標準工作溶液。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理

將試樣剪碎至5 mm×5 mm，混勻后，稱取1 g（精確至0.001 g）置于具塞提取瓶中，準確加入40 mL甲醇，加蓋旋緊，超聲提取30 min，在低真空條件下旋轉蒸發濃縮至近干，并用緩慢氮氣吹干，用2mL甲醇定容。經有機濾膜過濾后供GC-MS測定及確證。

1.2.2 GC-MS條件

毛細管色譜柱：DB-5MS（30m×0.25mm×2.5μm）；進樣口溫度：220℃；載氣：高純氦氣（≥99.999%）；流速：1.0 mL/min；進樣量：1μL；進樣方式：不分流進樣；傳輸線溫度：280 ℃；電離方式：EI；離子源溫度：230℃。柱溫：初始溫度40℃，以10℃/min的速率升到110℃，再以60℃/min的速率升到260℃。

掃描方式：定性采用全掃描（質量掃描范圍為40amu～200amu）；定量采用選擇離子掃描（m/z為72 amu）。乙二醇乙醚醋酸酯的定性和定量選擇離子見表1。

2 結果與討論

2.1 分析條件的確定

2.1.1 色譜柱的選擇

色譜固定液種類的差異極大影響目標化合物在色譜柱上的保留時間和分離度[4]。本試驗分別采用不同性質的DB-5MS、DB-17MS毛細管柱對乙二醇乙醚醋酸酯進行分析。結果如圖1，乙二醇乙醚醋酸酯在DB-5MS柱上保留時間短，峰形尖銳并且對稱，分離效果好。DB-17MS柱峰形不對稱，峰拖尾。因此采用DB-5MS（30m×0.25mm×2.5μm）毛細管色譜柱進行研究試驗。

2.1.2 進樣口溫度的選擇

氣相色譜進樣口溫度要保證目標物汽化，選擇合適的進樣口溫度，不僅要考慮分析物的沸點，還要考慮色譜柱和隔墊的最高使用溫度。乙二醇乙醚醋酸酯的沸點為156.3 ℃，故考察了進樣口溫度180 ℃～270 ℃范圍對乙二醇乙醚醋酸酯的響應值的影響，結果如圖2，隨著進樣口溫度的升高，乙二醇乙醚醋酸酯的汽化程度越來越充分，響應增強，而后響應值又隨著溫度上升逐漸降低，可能是由于目標化合物分解造成。由圖可知在進樣口溫度為220 ℃時，乙二醇乙醚醋酸酯的峰面積響應值最高，因此選擇220 ℃作為最優的進樣口溫度。

2.1.3 色譜柱溫度的優化

為了使目標物能夠有效分離、分析速度快、峰形對稱以及峰面積提高，色譜柱溫度是重要因素。色譜柱溫度主要由起始柱溫、保持時間以及升溫速率所決定。升溫速率影響著目標化合物與干擾雜質的分離度，同樣也影響著目標化合物的保留時間和峰面積響應。通過優化，試驗確定最終的色譜柱溫度的優化條件為：起始柱溫40℃，以升溫速率為10 ℃/min升溫到110 ℃，再以升溫速率為60 ℃/min升溫到260 ℃。在此優化條件下乙二醇乙醚醋酸酯不僅峰形對稱尖銳且峰面積響應最強。

2.1.4 流速的優化

載氣流速不僅影響色譜峰的保留時間，還會影響色譜峰的峰寬及峰面積，合適的載氣流速是為了得到比較高的塔板數，提高柱分離度。因此本文在其他條件不變的情況下，在0.8 mL/min～1.3 mL/min范圍內考察了載氣流速對乙二醇乙醚醋酸酯峰面積響應值和保留時間的影響，結果如圖3和圖4所示。結果表明隨著流速的增加目標化合物的保留時間變化不大，乙二醇乙醚醋酸酯的峰面積大小隨著柱流速的增加呈現山峰形狀，故選擇最終的載氣流速為1.0mL/min。

2.1.5 優化后的色譜圖

按照以上優化的色譜條件對乙二醇乙醚醋酸酯標樣進行分析，得到的色譜圖見圖5，乙二醇乙醚醋酸酯的保留時間僅為5.08 min，峰形對稱尖銳。

2.2 樣品前處理條件優化

2.2.1 標準溶液配制溶劑的選擇

乙二醇乙醚醋酸酯溶于水，溶于醇、醚、四氯化碳等，試驗選擇了甲醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷5種溶劑配制乙二醇乙醚醋酸酯濃度為10.0mg/L的標準工作溶液，在相同的儀器條件下進樣，考察目標化合物的保留時間、峰面積響應值和雜質干擾情況。

試驗結果顯示，5種溶劑均沒有明顯雜峰干擾，但是乙二醇乙醚醋酸酯的甲醇標準物質的峰面積響應值最大，因此選擇采用甲醇作為乙二醇乙醚醋酸的配制溶劑，并作為樣品的提取溶劑。

2.2.2 樣品提取方法的選擇

目前最常見的有機化合物痕量分析前處理方法主要有索氏提取、超聲波萃取法、振蕩萃取法，還有一些不常用的如固相微萃取法、超臨界流體法、加速溶劑萃取法等。索式提取法提取效果雖然好但是耗時長、消耗溶劑多、操作也較繁瑣；微波萃取法、固相微萃取法和超臨界流體萃取法都需要專用的儀器設備而且價格較昂貴。而超聲波萃取法與振蕩萃取法具有設備價格低廉、操作方法簡單、耗時短、效率高等特點，因此本文比較了10min、20min、30min、40min、50min、60min乙二醇乙醚醋酸酯分別用超聲萃取和振蕩萃取的萃取效果，如圖7所示。

結果顯示，超聲萃取法明顯比振蕩萃取法的提取率高，所以確定用超聲萃取法來提取紡織品中的乙二醇乙醚醋酸酯；當超聲時間為30 min時回收率達到最大值，隨著超聲時間的增加，乙二醇乙醚醋酸酯的回收率無明顯增加，故確定選擇30min為最佳的超聲萃取時間。

2.2.3 超聲提取體積的優化

稱取1g的陽性樣品（精確至10mg），分別加入10mL、20 mL、30 mL、40 mL、50 mL、60 mL甲醇，密封后在常溫下超聲30 min，轉移提取液，旋轉蒸發至近干，用緩慢氮氣吹干，用2 mL的甲醇定容，經有機濾膜過濾后進樣。結果發現隨著提取溶劑的增加回收率有明顯增加，當提取溶劑到40 mL以后回收率沒有明顯變化，因此選擇用40 mL甲醇超聲萃取30 min來提取乙二醇乙醚醋酸酯。

2.3 方法驗證

2.3.1 線性關系與方法檢出限

配制質量濃度為0.02mg/L～2.0mg/L的系列標準工作溶液，按照本方法確定的最佳儀器條件（GC-MS）進行分析，以質量濃度x（mg/L）為橫坐標，特征離子（m/z=72amu）峰面積為縱坐標，繪制標準曲線如圖8，得到乙二醇乙醚醋酸酯的線性回歸方程y = 739936.6547x- 16809.1325，相關系數0.9993，可見乙二醇乙醚醋酸酯在較寬的濃度范圍內有很好的線性關系。將不同濃度的乙二醇乙醚醋酸酯加到滌綸貼襯布中，按本方法進行處理檢測，以3倍性噪比計算定性限為0.02 mg/kg，以10倍性噪比計算定量限為0.05 mg/kg。

2.3.2 精密度及準確度試驗

稱取1 g經氣質聯用法（GC-MS）測定不含有乙二醇乙醚醋酸酯的滌綸、錦綸、腈綸、羊毛及棉標準貼襯布，置于提取瓶中，依次加入1倍定量檢出限、2倍定量檢出限及10倍定量檢出限3個加標水平（0.05 mg/kg、0.1 mg/kg、0.5 mg/kg）的乙二醇乙醚醋酸酯標準溶液，測定其回收率。每個加標水平平行測定6次，計算其平均值及相對標準偏差。

結果如表2：不同加標水平的乙二醇乙醚醋酸酯在不同基質的標準貼襯布中的平均加標回收率在86.95%～107.51%之間，相對標準偏差在2.15%～8.83%之間，說明在本試驗條件下，GC-MS法對紡織品中乙二醇乙醚醋酸酯的檢測具有較好的準確度和精密度。

3 結論

本試驗以甲醇為提取溶劑，超聲萃取法對乙二醇乙醚醋酸酯提取30min，提取液經有機濾膜過濾后采用GC-MS程序升溫方式進行檢測。在優化的儀器條件下，結果表明乙二醇乙醚醋酸酯在0.02mg/L～2.0mg/L范圍內的線性相關系數在0.999以上，呈良好的線性關系，方法檢測限為0.02mg/kg，平均回收率在86.95%～107.51%之間，相對標準偏差在2.15%～8.83%。該方法檢測限低，操作方便，檢測結果準確可靠，完全滿足紡織品中乙二醇乙醚醋酸酯的測定要求，因此可應用本方法對紡織中乙二醇乙醚醋酸酯進行定性定量檢測。

參考文獻：

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[3]連小彬，毛樹祿，陳斌，等. 氣相色譜串聯質譜法檢測皮革中乙二醇乙醚醋酸酯[J].西部皮革，2014，36（12）：1999-2001.

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[作者單位：國家紡織服裝產品質量監督檢驗中心（福建）、福建省纖維檢驗局]