简析顶空气相色谱法测定墨粉用苯丙树脂残余单体

　　0引言
　　苯丙树脂是苯乙烯、丙烯酸酯类的共聚物，具有无毒无味、不燃不爆、污染小、粘接强度高、耐候性好、耐光、耐腐蚀性优良等特点。苯丙树脂作为一类重要的中间化工产品，有其非常广泛的用途，现已用于建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂、墨粉粘合剂和皮革涂饰剂等方面。苯丙树脂中有二甲苯、苯乙烯、丁酯等残留单体。研究表明：苯乙烯对呼吸道有刺激作用，长期接触可引起阻塞性肺部病变，其慢性中毒可致神经衰弱综合征，有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等症状。二甲苯、丁酯等都对人体有害。
　　顶空技术是把顶空样品容器(瓶)当作一个蒸发器而实现对样品中挥发性成分定量分析的一种技术。这项技术最初于1993年由Markelov和Guzowski发展起来的，是在一定的温度下将样品加热一定程度，在样品瓶中原来的液固相中被测组分可被看作几乎全部转移至气相，其在气相的浓度与其在原来液(固)相中的被测成分的量呈直接的线性关系，从而使定量分析简单、方便、经济和安全。该方法的理论依据可参阅文献，该方法已应用于不同物质的测定。其特点是校正不受被测成分两相分配常数的影响，校正方法简单，甚至可用标准的试剂进行校正。
　　1实验部分
　　1.1仪器与试剂
　　PE顶空仪，岛津气相色谱仪，带有分流-不分流-进样口和火焰离子化检测器，100%聚乙烯乙二醇分离相，PE测器(FID)样品瓶：10mL专用顶空瓶，毛细管分离柱：内径0.25mm膜层0.25m。分析天平：精确度0.1mg。甲醇：分析纯，天津博迪化工有限公司。
　　1.2测定条件
　　1.2.1顶空条件
　　平衡温度95 ，进样针温度115 ，传输线温度135 ，加压时间2min，进样时间0.05min，拔针时间0.2min。进样模式：压力平衡时间进样，顶空压力25，色谱条件：分析色谱柱：DB-WAX30.0m0.25mm0.25m，进样口温度230 ，检测器温度240 ，进样模式：分流进样，分流比20 1。
　　1.2.2标准溶液配制和测定
　　分别精确称取色谱纯试剂各组分0.2g，溶于5L容量瓶，加入5mL甲醇，相当于浓度0.04g/mL，将其稀释为0.004g/mL待用，用微量注射器分别移取1 10L稀释后的溶液加入有基质的样品瓶中分别进行气相色谱法的分析。
　　1.2.3样品的准备和测定
　　称取2g左右置于顶空瓶中，进行气相色谱分析。
　　2结果与讨论
　　2.1平衡温度
　　顶空分析法中，气相各组分的相平衡温度影响非常明显，被测组分的响应值(峰面积)与其在顶空瓶内的气上空间气体分压成正比。本实验是在平衡时间1h的条件下，分别加热顶空瓶温度至80 、95 、160 ，测定挥发性成分，苯乙烯和二甲苯(乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯总和)的测定结果。
　　可以看出，随着平衡温度越高，其色谱响应值越大，最终得到的含量也越大。这是由于平衡温度升高，被测样品中挥发化合物含量增加，提高待测物在平衡气相中的浓度，其色谱响应值增大，有利于提高方法的灵敏度。但平衡温度不能太高，否则系统内部压力升高，有可能发生泄漏。综合考虑耐压以及气密性，最终确定加热平衡温度为95 。
　　2.2平衡时间
　　气相中各挥发性有机物组分的相平衡除了受温度的影响外，与各组分从样品基质扩散到气相的速率，即平衡时间也有一定的关系。在加热温度确定为95 条件下，分别加热30、50、60、90和120min结果。
　　可看到随着平衡时间的延长而变大，60min时趋于平衡，说明60min时顶空瓶内蒸气压已达到平衡，因此本试验选择平衡时间60min。
　　2.3配成溶液和不配成溶液对结果的影响
　　考察N，N-二甲基甲酰胺作溶剂溶解0.3g样品(1号样品)和不用溶剂0.3g样品(2号样品)对结果的影响。可看出，这6种物质在用溶剂溶解后都比直接用固体样品进行顶空分析的响应值低得多，因此选择固体样品直接分析。
　　2.4标准曲线的确定
　　以标液浓度200，150，100，80，40，8，4g/g对应的峰面积作标准曲线对应。
　　2.5重复性试验
　　按分析步骤，对样品做6次平行试验。
　　3结论
　　本方法操作简单、方便，对苯丙树脂中存在的可挥发性杂质分离效果好，灵敏度高，重现性较好。