高效液相色譜法測(cè)定合成潤(rùn)滑油中T501含量應(yīng)用研究

努爾古麗·馬合買(mǎi)提，趙小峰，濮文華

(中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司煉油化工研究院，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

所謂的合成油就是把礦物基礎(chǔ)油用酯類(lèi)或聚烯類(lèi)來(lái)取代,再和添加劑參配，就是合成機(jī)油。若是基礎(chǔ)油全用酯類(lèi)或聚烯類(lèi)取代，便稱(chēng)為全合成機(jī)油；若只用部分則稱(chēng)為半合成機(jī)油。不管是哪一種合成油都具有超強(qiáng)的氧化穩(wěn)定性、超凡的抗磨損性能、有效延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命、對(duì)大跨度環(huán)境溫度的良好適應(yīng)性及大大延長(zhǎng)換油期的特點(diǎn)，為越來(lái)越多的用戶所青睞。因此，我們?cè)嚎蒲腥藛T已開(kāi)始進(jìn)行解剖研究和研制合成潤(rùn)滑油的工作。

檢測(cè)合成油中添加劑T501含量，對(duì)于相關(guān)合成油特別是不同種類(lèi)全合成潤(rùn)滑油的解剖研究具有主要意義。針對(duì)這種情況，我們結(jié)合本室的現(xiàn)有條件，建立了《合成油中添加劑T501含量試驗(yàn)方法-(高效液相色譜法)》[1-3]。該方法6次測(cè)得不同濃度合成標(biāo)油中T501添加劑的濃度與理論值誤差都小于4.0%，極差也都小于標(biāo)準(zhǔn)誤差S的2倍，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD小于3.0%，再現(xiàn)性小于5.0%；同時(shí)該方法具有分析快速，無(wú)任何復(fù)雜的樣品前處理直接稱(chēng)重溶解即可，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。

建立該方法時(shí)，我們進(jìn)行了調(diào)研并做了大量的試驗(yàn)，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性，為科研人員解剖或研究合成油攻關(guān)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，提供了可靠的保障，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器由高效液相色譜儀(包括PU-2080高精度輸液泵、7725i手動(dòng)進(jìn)樣器、色譜柱、UV-2070高靈敏度紫外檢測(cè)器、DG-2080-53在線脫氣器、MX-2080-32高精度混合器、LC-NetII/ADCg高靈敏度信號(hào)輸送器、HV-2080-01六通閥)，Jasco-ChromPass 1.8數(shù)據(jù)處理工作站以及CO-2060高精度柱控溫箱等部分組成。試劑包括乙腈：優(yōu)級(jí)或色譜純；去離子水: 超純水(PURELAB ClafficUV純水器)；T501：2,6-二叔丁基對(duì)甲酚(DBPC)對(duì)照品(工業(yè)用添加劑)。

1.2 色譜條件

色譜柱：C18非極性鍵合相分析色譜柱(250 mm×4.6 mm)；流動(dòng)相：使用梯度濃度范圍為含水30%的乙腈到100%乙腈的混合溶劑(體積比)，流動(dòng)相流量為1.0 mL/min；柱溫：40 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)： 277 nm；保留時(shí)間：12.35 min附近。

1.3 試驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的試樣，用乙腈溶解并稀釋至10 mL，將一定量的溶液注入到安裝有非極性色譜柱的高效液相色譜儀中，以乙腈和水混合溶劑為流動(dòng)相，以梯度洗脫方式將含水30%的乙腈洗脫到100%乙腈，將待測(cè)組分與油中其他組分進(jìn)行分離(見(jiàn)圖1)。以紫外檢測(cè)器277 nm檢測(cè)，用外標(biāo)峰高或者峰面積法得到合成油溶液待測(cè)組分濃度C(g/L)，計(jì)算出合成油中添加劑T501的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的確定

從紫外分光光度計(jì)掃描所得到的T501光譜圖220～420 nm來(lái)看，在277.5 nm處有一個(gè)很強(qiáng)的特殊吸收峰。T501溶液在液相色譜測(cè)定過(guò)程中，檢測(cè)波長(zhǎng)為277 nm時(shí)，檢測(cè)靈敏度最高，因此選擇277 nm作為T(mén)501含量的測(cè)定波長(zhǎng)，見(jiàn)圖1。

圖1 2,6-二叔丁基對(duì)甲酚T501紫外光譜

2.2 柱溫的選擇

柱溫是改變峰間距和改善分離度的很重要的參數(shù)之一，影響響應(yīng)值和保留時(shí)間的重復(fù)性，為了保證分析方法的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，控制色譜柱的分離溫度是必要的。考慮到色譜柱的受熱溫度和可操作性，采用40 ℃作為試驗(yàn)溫度，取得了良好的分離效果。

2.3 定性分析

用兩種方法進(jìn)行定性分析，即①在相同的色譜條件下，將樣品色譜圖和氯標(biāo)樣色譜圖進(jìn)行對(duì)照，根據(jù)保留時(shí)間確定合成油中的T501色譜峰；②在不含抗氧化劑的合成油中加入T501，根據(jù)峰高的突增來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證色譜峰的歸屬。通過(guò)以上兩種方法，對(duì)合成油中的抗氧化劑T501的色譜峰進(jìn)行定性分析，見(jiàn)圖2和圖3。

圖2 0.05%純T501標(biāo)準(zhǔn)溶液在液相色譜中的分離圖

圖3 含0.03%T501合成油在液相色譜中分離圖

2.4 線性范圍和檢出限

首先配制濃度為5 g/L的T501的乙腈母液。分別量取20 μl、60 μl、100 μl、200 μl、300 μl、400 μl等該母液，用乙腈稀釋至10 mL，充分搖勻，得到濃度分別為0.01 g/L、0.03 g/L 、0.05 g/L、0.10 g/L、0.15 g/L、0.20 g/L的T501標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，在規(guī)定的試驗(yàn)和色譜條件下進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)保留時(shí)間識(shí)別待測(cè)T501組分的峰作為依據(jù)，用相應(yīng)色譜軟件，以待測(cè)組分峰高Y對(duì)相應(yīng)濃度X進(jìn)行數(shù)據(jù)線性回歸分析，建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，所得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線為一條能通過(guò)零點(diǎn)的直線，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9998以上?；貧w方程式為Y=388.12×C(T501濃度 g/L)-0.0161，按3倍檢測(cè)器噪音比值計(jì)算(最低檢出限計(jì)算公式：A=3×電導(dǎo)檢測(cè)器噪音/H(峰高)×C(g/L))，得檢出限為0.0080 g/L；按10倍檢測(cè)器噪音比計(jì)算方法得出最低定量限為0.0027 g/L，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 儀器最低檢出限(n=8)

2.5 曲線可靠性考察

為考察標(biāo)準(zhǔn)曲線可靠性，配置0.05 g/L 、0.03 g/L 、0.02 g/L 和0.01 g/L 等已知T501濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按規(guī)定的色譜條件進(jìn)行分析，每個(gè)樣品進(jìn)行6次試驗(yàn)，得到待測(cè)溶液中T501的濃度(g/L)，進(jìn)行測(cè)定結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，考察結(jié)果的重復(fù)性，見(jiàn)表2。從表2中可以看出，溶液中T501濃度測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于3.0%，回收率均在97%～103%以內(nèi)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 實(shí)際樣品重復(fù)性和回收率

為了進(jìn)一步考察精密度和準(zhǔn)確度，以含有0.2%、0.3%和0.5%的成品合成油為標(biāo)油，進(jìn)行重復(fù)6次T501含量測(cè)定；以這3種標(biāo)油為基準(zhǔn)，各添加0.1%、0.2%、0.5%的T501添加劑，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，考察方法重復(fù)性和準(zhǔn)確性。其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于3.0%，回收率均在97%～103%以內(nèi)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 已知濃度T501溶液測(cè)定結(jié)果重復(fù)性和回收率試驗(yàn)

2.6 實(shí)際樣品分析

在相同色譜條件下，選擇3種不同T501含量的合成油，在相同溫度不同氧化時(shí)間下進(jìn)行氧化試驗(yàn)，并測(cè)定T501含量，考察不同條件下氧化后T501含量變化情況。結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 實(shí)際樣品T501測(cè)定結(jié)果

2.7 測(cè)定結(jié)果再現(xiàn)性考察

為了進(jìn)一步考察精密度和準(zhǔn)確度，以含有0.2%、0.3%和0.5%的成品合成油為標(biāo)油，存放6個(gè)月后再進(jìn)行重復(fù)6次T501含量測(cè)定，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，考察方法再現(xiàn)性，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可以看出，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于3.0%，相對(duì)誤差(RD)在5.0%以內(nèi)，表明該方法靈敏度高、選擇性好、結(jié)果穩(wěn)定可靠，可用于實(shí)際樣品中T501含量測(cè)定。

表5 測(cè)定結(jié)果再現(xiàn)性考察

3 結(jié)論

通過(guò)大量的分析試驗(yàn)，考察了方法的精密度，建立了合成油中抗氧化添加劑T501含量的試驗(yàn)方法，利用液相色譜法對(duì)相關(guān)合成油尤其是各種性能的合成潤(rùn)滑油中T501含量進(jìn)行檢測(cè)。另外，通過(guò)考察合成潤(rùn)滑油在不同氧化條件下T501含量的變化情況，可以確定潤(rùn)滑油的使用壽命，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)未知合成潤(rùn)滑油進(jìn)行輔助解剖和在線檢測(cè)等。