D5產品中氣味檢測方法、產生原因及處理措施研究

過軍芳，孟令富，陳光杰

（浙江新安邁圖有機硅有限責任公司，浙江 建德 311600）

十甲基環五硅氧烷（D5）廣泛應用在護膚、防曬、彩妝、除臭止汗、頭發調理等人體護理產品中。由于其直接用于人體，氣味要求非常嚴格。在D5產品生產過程中，如果存在異味，就會影響產品質量，引起客戶投訴甚至退貨，增加后續處理成本。而異味主要來源于碳氫類化合物，如甲醛、烯烴等。甲醛、苯已經被世界衛生組織認定為致畸致癌物質，在織物、食品、護膚品中都有嚴格的要求。甲醛含量測定方法有高效液相色譜法、氣相色譜法和乙酰丙酮分光光度法[1-3]。但是，高效液相色譜法和氣相色譜法使用的儀器昂貴。本文以客戶投訴樣品為研究對象，探索樣品前處理方法，通過乙酰丙酮分光光度法測定樣品的甲醛含量，建立異味嚴重程度與甲醛含量的對應關系，同時研究生產過程中產生甲醛的原因和有效控制方法。

1 D5產品異常氣味研究

試驗前，根據D5產品異常氣味特性（刺激性），與標準樣品進行對比，初步判定氣味的來源很可能是甲醛。D5物料的安全技術說明書（MSDS）明確指出，如果該化學品在150 ℃以上溫度條件下接觸氧氣，可能會產生甲醛等化學物，與推測相吻合。

試驗采用乙酰丙酮分光光度法分別測試若干批次的客戶投訴產品及正常接收產品，同時收集若干名人員的氣味感官測試結果，將甲醛含量與感官測試結果對比，再次確認D5產品氣味的主要來源為甲醛。

1.1 試驗方法

前處理方法如下：考慮到樣品與甲醛在水中的溶解度存在明顯差異，直接采用水萃取甲醛的前處理方法。將50 mL測試樣品與50 mL水等質量充分混合，并上下震蕩20 min，將甲醛充分溶于水中。放在50 ℃水浴中1 h充分分層（水層在下，油層在上，油層起到水封的作用），采用長針頭注射器方式吸取水層樣品20 mL待用。

標準曲線的建立方法如下：按照《水質 甲醛的測定 乙酰丙酮分光光度法》（HJ 601—2011）的標準方法，配制10 mg/L甲醛標準溶液，分別吸取0.50、1.00、2.00、4.00、5.00、10.00 mL甲醛標準溶液，加入20 mL蒸餾水和5 mL乙酰丙酮溶液，并用蒸餾水定容到50 mL。在60 ℃±2 ℃下反應15 min，然后取出并冷卻，制作標準曲線。在波長414 nm處，以空白標準試劑作為參比，利用1 cm吸收皿逐個測定樣品的吸光度，然后制作吸光度與甲醛含量的標準曲線。

將處理后的20 mL待用試樣加到50 mL容量瓶中，加入5 mL乙酰丙酮溶液，定容到刻度線，同樣在60 ℃±2 ℃下反應15 min，以空白作為參比，測試吸光度，在標準曲線上讀出甲醛含量。

1.2 試驗結果與討論

1.2.1 標準曲線的線性可靠性

在制作標準曲線時，對空白做了歸零處理，得到原點的線性圖。從圖1可以看出，可決系數R2=0.999，線性完全滿足要求。

圖1 乙酰丙酮分光光度法標準曲線

1.2.2 異味程度不同的樣品甲醛測試結果分析

不同異味程度的幾個樣品中，甲醛含量測試結果如表1所示，平行測試3次。1#樣品、2#樣品和3#樣品均受到客戶異味投訴，4#樣品、5#樣品和6#樣品為客戶接受樣品。從表1可以看出，異味越明顯，所測甲醛含量越高，當甲醛含量小于0.4 mg/L時，正常人體嗅覺基本聞不出異常氣味。產品質量控制量化指標可設定為甲醛含量≤0.4 mg/L，能保證客戶需求。

表1 異味程度不同的樣品甲醛測試數據

2 D5產品生產工藝中甲醛產生的原因及控制方法

十甲基環五硅氧烷（D5）是二甲基硅氧烷混合環體精餾得到的，在常壓精餾的過程中，D5的沸點為210 ℃左右。在這個溫度下，如果D5產品接觸氧氣，可能會產生甲醛等化學物，那么在生產過程中氧氣是如何進入系統的呢？

經分析，主要原因是精餾塔操作不穩定，導致系統形成長時間或間歇性負壓而吸入空氣，空氣中的氧氣在高溫下與D5接觸。在浙江新安邁圖有機硅有限責任公司的D5產品生產過程中，一旦系統出現負壓，那么空氣會從放空口吸入空氣，空氣進入回流罐，經回流罐到達冷凝器與高溫D5接觸。在這樣的條件下，生產出的D5產品就有可能帶有刺激性氣味，影響品質。

在生產過程中，觀察發現，系統出現負壓的原因有兩點。一是冷凝器的冷量過大，導致D5氣體瞬間冷凝，造成系統出現負壓，但逐步調整冷凝器負荷，當冷量可以使系統微正壓時，會有部分D5經放空口進入空氣，不但存在安全風險，而且造成浪費；二是冷凝器的冷量波動較大，會使系統出現間斷性負壓，導致少量空氣進入從而接觸D5，使D5產品產生刺激性氣味。

根據實際原因，將惰性氣體穩定補充至系統，保持系統壓力穩定，避免系統出現負壓，保證D5產品質量穩定。改造后，浙江新安邁圖有機硅有限責任公司在生產D5產品的過程中有效地排除了D5異味問題，為下游客戶提供了高質量的產品。

3 結論

十甲基環五硅氧烷的異味來源為甲醛，在其質量控制中，量化指標設定為甲醛含量≤0.4 mg/L，可滿足客戶無異味需求。分析發現，甲醛產生原因為在精餾過程中，系統內部進入少量氧氣，發生不完全氧化反應。研究表明，通過惰性氣體氮氣保護，保證系統微正壓，能夠避免甲醛的產生。