一種聚乳酸產品中丙交酯含量的測定方法

莊志聞，秦曉娜，王彩霄

(沈陽金博地生態環?？萍加邢薰?，遼寧 沈陽 110000)

一種聚乳酸產品中丙交酯含量的測定方法

莊志聞，秦曉娜，王彩霄

(沈陽金博地生態環保科技有限公司，遼寧 沈陽 110000)

采用氣相色譜法測定聚乳酸材料中殘留單體-丙交酯的含量。采用FID檢測器；色譜柱為DB-17(30m*0.25mm)；進樣口溫度260 ℃，檢測器溫度220 ℃，柱溫采用梯度升溫程序：先100 ℃保持2 min，然后以10 ℃/min增加到150 ℃并保持2 min；分流比10:1；載氣為高純氮，流速10mL/min；進樣量為1 μL。在此條件下，丙交酯峰與雜質峰分離度良好，在0.50～250 mg/L濃度范圍內，線性關系良好；樣品的加標回收率為101.6 %，相對標準偏差為1.8 %。該方法簡單、穩定、準確，可以作為丙交酯含量的分析方法。

氣相色譜法；測定；丙交酯

聚乳酸(PLA)是一種具有良好的生物相容性和生物降解性，可廣泛用于生物醫學領域、服裝行業及農業環保材料?，F階段生產聚乳酸的方法通常是先將乳酸脫水縮合成低聚物-丙交酯，再在高溫、真空的條件下開環聚合。在合成過程中，難免會混入中間體丙交酯，殘留的丙交酯會水解成乳酸，在酸性條件下會加速聚乳酸的分解。因此，殘留丙交酯的含量是衡量聚乳酸材料性能的重要指標。

目前，測定丙交酯的方法有氫核磁法、光度法、紅外法、高效液相色譜法及氣相色譜法。其中氫核磁法、光度法、紅外法定量不準而很少采用。在用高效液相色譜法時發現，純有機流動相無法使丙交酯與雜質分離，只有在流動相中加入水才能達到分離要求，但丙交酯與水接觸會發生水解，是結果測定不準確。就此，本文提出了一種使用氣相色譜法測定丙交酯含量，有效避免了以上方法出現的弊端，操作簡單，結果準確。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B氣相色譜儀，配FID檢測器；色譜柱：DB-17(30m×0.25mm×0.25μm)；丙交酯(標準品，98%)(Sigma-Aldrich公司)；二氯甲烷(色譜純，Fisher公司)；乙醇(色譜純，Fisher公司)；水(一級水，實驗室自制)；載氣：高純氮(99.9%)。

1.2 色譜條件

FID檢測器；色譜柱為DB-17 (30m×0.25mm)；進樣口溫度260 ℃，檢測器溫度220 ℃，柱溫采用梯度升溫程序：先100℃保持2 min，然后以10 ℃/min增加到150 ℃并保持2 min；分流比10:1；載氣為高純氮，流速10 mL/min。

1.3 分析步驟

精密稱取PLA樣品0.0100 g，置于100 mL離心管中，加入10.0 mL二氯甲烷，渦旋震蕩1 min。再加入30.0 mL乙醇，再次渦旋震蕩1 min。待沉淀析出之后放置離心機中，以5000 r/min離心2min。取上清液，以0.45μm微孔濾膜過濾，等待上機。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理

本方法先用二氯甲烷將樣品充分溶解，使PLA、丙交酯、雜質、乳酸及乳酸的低聚物全部溶解，接著加入適當比例的乙醇，使溶液中的大分子聚合物沉淀析出，起到除雜作用。經預實驗發現，當二氯甲烷與乙醇的比例為1:3時，沉淀效果最好。

2.2 色譜條件的選擇

2.2.1 進樣口溫度的選擇

樣品經2.1方法處理之后，溶液中含有乳酸及乳酸低聚物，影響丙交酯峰的分離度，故利用乳酸的熱不穩定性，采用較高的進樣口溫度，使乳酸分解，從而達到除雜的目的。經過預實驗發現，進樣口溫度為260℃時，乳酸分解徹底且丙交酯不被破壞。

2.2.2 升溫曲線的選擇

采用1.2升溫程序，由于前期溫度低，分離度低，雜質峰與溶劑峰重合明顯，均在3min之前出峰。隨著溫度升高，丙交酯在7min出峰，如圖1所示，峰型較好，與雜質峰分離效果好，樣品測定平均周期小于10 min。

圖1 升溫曲線的選擇

2.3 標準曲線與重復性

標準溶液的配置：精密稱取丙交酯標準品0.0250 g，置于100 mL容量瓶中，用二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液稀釋至刻度線，配成濃度為250 mg/L的丙交酯溶液。稱取上述溶液0.020 mL、4.00 mL、10.0 mL、20.0 mL、60.00 mL分別加入10 mL容量瓶中，用二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液稀釋至刻度線。配成0.50 mg/L、10.0 mg/L、25.0 mg/L、50.0 mg/L、150 mg/L、250 mg/L的丙交酯標準溶液并對其測定，結果表明：丙交酯質量濃度在0.50～250mg/L范圍內呈線性關系，如圖2所示。線性回歸方程：y=9992.2x+10131，相關系數R2=0.9995，方法檢出限(3N/S)為0.05mg/L。

圖2 線性回歸曲線

取6組濃度均為10.0 mg/L的丙交酯標準溶液進行測定，記錄峰面積，如表1所示，計算相對標準偏差為1.2 %，重復性良好。

表1 丙交酯標準溶液測定結果

2.4 樣品回收率和精密度

精確稱取PLA樣品0.0100 g，按1.3方法處理，測得樣品濃度為2.50 mg/L。取6份樣品，分別加入已知濃度的標準樣品，測出樣品中丙交酯的含量，計算丙交酯回收率及精密度，如表2所示。結果表明，丙交酯平均回收率為101.6%，相對標準偏差為1.8%，回收率和精密度良好。

表2 樣品中丙交酯的含量測定結果

3 結論

精密稱取丙交酯標準品0.0050 g，置于100 mL容量瓶中，用二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液稀釋至刻度線，配成濃度為50mg/L的丙交酯溶液，置于4 ℃冰箱中保存。每隔1 h取標準溶液上機測定，共取6份，濃度測定結果無明顯變化，即丙交酯在二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液中不會分解，可以作為丙交酯的提取溶劑。

取上述溶液分別在進口溫度為220、240、260、280 ℃的條件下測定，結果表明在220 ℃和280 ℃條件下，與240、260 ℃對比丙交酯峰面積有明顯下降，原因可能是220 ℃下丙交酯氣化不完全而280 ℃下卻使丙交酯產生高溫分解。故進樣口選用較高的260 ℃進行定量分析，能起到除雜目的。

綜上所述，此方法可以用于聚乳酸中丙交酯含量的測定，方法簡單高效，結果準確，有效的避免了其他測定方法出現的弊端，相信本文研究的分析方法會廣發應用。

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(本文文獻格式：莊志聞，秦曉娜，王彩霄.一種聚乳酸產品中丙交酯含量的測定方法[J].山東化工，2017，46(20)：85，88.)

MethodforMeasuringLactideContentinPolylacticAcidProduct

ZhuangZhiwen,QinXiaona,WangCaixiao

(Shenyang KingBoDi Eco-environmental Protection Technology Co.Ltd. ,Shenyang 110000,China)

The content of residual monomer lactide in polylactic acid was determined by GC. Using the FID detector; the column was DB-17 (30m*0.25mm); the inlet temperature is 260 ℃, the detector temperature is 220 ℃, the column temperature is 100 ℃ temperature gradient procedure: first 2 min, then increased to 150 to 10 ℃ /min ℃ and 2 min; split ratio 10:1; high purity nitrogen carrier gas flow rate. 10 mL/min; the injection volume was 1 L. Under these conditions, the separation degree of lactide peak and impurity peak is good. In the range of 0.50～250mg/L concentration, the linear relationship is good. The recovery rate of sample is 101.6%, and the relative standard deviation is 1.8%. The method is simple, stable and accurate. It can be used as an analytical method for the content of lactide.

GC；measuring；lactide

2017-08-14

莊志聞(1990—)，遼寧沈陽人，助理工程師，主要研究聚乳酸合成及分析。

O657.7+1

A

1008-021X(2017)20-0085-01