氣相色譜法分析甲苯二異氰酸酯方法優化

胡金環，王錦昌，郝長青

（1.滄州聚隆化工有限公司，河北滄州 061018；2.滄州大化TDI有限責任公司，河北滄州 061000）

甲苯二異氰酸酯純度是其重要的質量指標之一。測定方法采用氣相色譜法，進樣方式采用分流/不分流模式，只有少量的樣品進入色譜柱進行分離，各組分分離效果較好，其余大部分樣品經分流系統管路進入分流，日積月累對EPC（電子控制系統）的通路影響比較大，嚴重影響進樣口EPC的使用壽命，這是一直以來沒有解決的難題。

色譜儀廠家建議改變分流模式，采用脈沖不分流進樣方式。首先用適當的溶劑將樣品稀釋，然后將適量的樣品注入色譜柱進行分離，最后通過氫火焰離子化檢測器，采集各個組分的信號。按照這個思路，結合以前的分析方法進行了儀器參數的調整優化，并進行了多次的試驗，試驗結果表明適量的樣品流入色譜柱后，組分的分離效果較好，完全能滿足質量控制和檢驗分析要求，同時避免了甲苯二異氰酸酯對EPC（電子控制系統）的不良影響。現將試驗總結如下。

1 方法原理

當甲苯二異氰酸酯（TDI）樣品進入氣相色譜后，經過氣化變成氣體，在載氣的帶動下進入色譜柱，樣品在色譜柱內的固定液中溶解，又在載氣的帶動下析出，回到氣相中，由于TDI樣品中的各種組分在固定液中溶解能力的微小差異，經過反復多次的溶解-析出、再溶解-再析出的循環，使得樣品中各組分得到分離，以單一組分的形式進入檢測器，被逐個檢測出來，得到TDI各種組分的測定結果，計算得出TDI的含量。

2 實驗部分

2.1 儀器及試劑

HP6890（脈沖分流/不分流進樣口，FID檢測器）；

HP化學工作站或其他性能相當的工作站；

環已烷，分析純；鄰二氯苯，基準試劑；1.2.3-三氯苯，基準試劑；甲苯二異氰酸酯，基準試劑；5-Cl-甲苯二異氰酸酯，基準試劑。

2.2 色譜條件

色譜條件優化前后的變化情況見表1，色譜條件的設置參照行業相關標準。

表1 色譜條件變化表

2.3 校正

按表2分別稱取各組分于一干燥、潔凈的100 mL容量瓶中，用干燥的環已烷定容并搖勻。定容比例參照下表并根據實際情況（現場需要分析樣品組分的實際比例）進行調整。

表2 各組分情況表

按上述方法配制好標準樣品，定容并搖勻后備用。使用10 μL圓頭微量器按照取樣操作規程取樣。分別按照優化前后的參數設置儀器條件，當氣相色譜穩定后，分別注射0.5 μL標準樣品進行色譜分析。根據標準樣品中各組分的含量和峰面積分別計算各組分的響應因子。樣品中未知組分的響應因子通過與之相鄰的已知組分的響應因子來確定。

式中：Fi—樣品中i組分的響應因子；Ci—樣品中i組分的含量，%；Ai—樣品中i組分的面積。

2.4 樣品測定

現場取樣后搖勻樣品，并采用環已烷按適當比例溶解稀釋樣品，分別按照優化前后的參數設置儀器條件，當氣相色譜穩定后，向氣相色譜分別注射0.5 μL樣品，得到甲苯二異氰酸酯色譜圖（略）。

式中：Xi—樣品中i組分的含量，%。

3 結果與討論

3.1 分離效果

根據甲苯二異氰酸酯分流/不分流色譜圖和甲苯二異氰酸酯脈沖不分流色譜圖進行對照可以得知：甲苯二異氰酸酯分流/不分流色譜圖，各組分可完全分離，同時甲苯二異氰酸酯脈沖不分流色譜圖，各組分也能完全分離，完全能滿足現場工藝生

產控制要求（譜圖略）。

3.2 精密度測定和對照實驗

使用同一樣品分別采用甲苯二異氰酸酯分流/不分流色譜法和甲苯二異氰酸酯脈沖不分流氣相色譜法進行多次重復測定，并對不同甲苯二異氰酸酯樣品的測定結果進行對照，分別見表3和表4。

表3 精密度及其對照實驗結果 %

表4 不同甲苯二異氰酸酯樣品測定結果 %

由表3和表4可以看出：（1）脈沖不分流氣相色譜法比分流/不分流色譜法重現性較好，能夠滿足控制分析要求。（2）脈沖不分流氣相色譜法采用脈沖進樣方式，保證了進樣量，足夠的柱長使得各組分達到了理想的分離效果，測定結果能夠準確定量，這一點已在生產上得到證實。

綜上所述，采用優化后方法測定甲苯二異氰酸酯產品純度，具有組分分離效果較好、重現性較好等特點，同時避免了甲苯二異氰酸酯對EPC（電子控制系統）的不良影響，降低了儀器的維修成本，并與生產需要相符，且能夠確定影響產品質量的主要因素，完全能滿足制造廠及使用廠質量控制和檢驗分析要求。