纺织品禁用偶氮染料检测方法研究 (摘自中国纤检),如何快速测量

文摘   2024-06-20 23:55   安徽  



GUIDE

导读


     

      按照现行国家标准 GB/T 17592-2006《纺织品禁用偶氮染料的测定》中提供 的色谱条件和气相色谱—质谱联用方法检测染料产品中所含的 23 种有害芳香胺 含量,不但检测时间很长,而且由于大多数同分异构体保留时间相同或非常接近, 质谱图也非常相似,导致了无法使用特征离子的方法对有害物质进行定性和定量 分析。若采用其它分析手段共同鉴别,如薄层色谱、液相色谱等,则需要重新寻 找条件,而且更换仪器费时费力,效果也不理想。

      本文对常见的几种芳香胺及其异构体分离的问题进行了研究。研究对象主要包括邻(间、对)氨基苯甲醚、对(邻、间)氯苯胺、1(2)-萘胺、邻(间、对)甲 基苯胺等四种芳香胺 11 种异构体。其中,邻氨基苯甲醚、对氯苯胺、2-萘胺、 邻甲基苯胺属于有害芳香胺,其余的异构体不属于有害芳香胺。文章通过改进色谱条件,使以上化合物得到了较好的分离。与现行的国标推荐方法相比,本文的方法缩短了检测时间,减少了检测过程中的假阳性检出,进而提高了检测效率。


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纺织品禁用偶氮染料检测方法研究 

(摘自中国纤检) 

1 试验 

1.1 仪器与试剂 

气相色谱—质谱联用仪(GC-MS); 

毛细管柱:DB-17MS 柱(30m×0.25mm×0.25μm); 

乙醚、硫酸亚铁均为分析纯;

甲醇,色谱纯 ;

旋转蒸发仪;

萘-d8、2,4,5-三氯苯胺、蒽-d10、23 种偶氮标准品及所用同分异构。


1.2 试样的制备 

23 种有害芳香胺混合标样:根据需要添加萘-d8、2,4,5-三氯苯胺、蒽-d10 三种内标配置成适宜浓度的溶液;

4 种有害芳香胺及其异构体共 11 种化合物和三种内标的混合溶液:用邻(间、 对)氨基苯甲醚、对(邻、间)氯苯胺、1(2)-萘胺、邻(间、对)甲基苯胺等四种有 害芳香胺共 11 种异构体和萘-d8、2,4,5-三氯苯胺、蒽-d10 三种内标配成混合标样。 

试样处理严格按国标 GB/T17592-2006 执行。 


1.3 仪器操作条件 

色谱柱:DB 一 17MS,30 m×0.25 mm×0.25 μm;

温度:进样口 220℃;辅 助器 280℃;离子源 230℃;四极杆温度:150℃;柱温:60℃保持 1 min,以 15℃/min 升温至 200℃,保持 0min,再以 20℃/min 升至 310℃,保持 5 min;

载气:He; 

流速:1.0mL/min;

离子化方式:EI;

质量扫描范围:35~350;

进样方式:不分流进样;进样 0.2μ L。 


2 试验与讨论 

2.1 试验结果 

2.1.1 23 种芳香胺及其内标化合物的分离情况 

      在 23 种有害芳香胺含量的测定过程中,由于异构体的存在,并且多数异构 体的质谱图很相似,如果保留时间相同,往往会形成假阳性结果的产生。当前针 对有害芳香胺的气相色谱—质谱检测方法,大多采用非极性或极性较弱的色谱柱 [1-4],如 HP-5MS,DB-5MS,DB-53MS,这些色谱柱普遍存在的缺点是对常见的 芳香胺异构体不能很好的分离。本方法通过使用中等极性色谱柱 DB-17MS(固定 相等同于 50%苯甲基聚硅氧烷),同时使用三阶程序升温,很好的解决了这个问 题。因为 4-氨基偶氮苯、邻氨基偶氮甲苯和 5-硝基 -邻甲苯胺按国标 GB/T17592-2006《纺织品禁用偶氮染料的测定》处理后都要分解,因而本方法没 考虑这三种禁用芳香胺。


      由图 1 和表 1 可以看出, 除了 2,4-二甲基苯胺(7.873min)和 2,6-二甲基 苯胺(7.869min)、3,3′-二氯联苯胺(16.862min)和 3,3′-二甲氧基联苯胺 (16.847min)、4,4′-二氨基二苯甲烷(15.213min)和 4,4′-二氨基二苯醚 (15.209min)六种化合物因保留时间太接近而无法有效分离,其它芳香胺都得 到了很好的分离。 

      在使用气相色谱-质谱联用检测有害芳香胺过程中,如果出现异构体共流出 的情况,往往会对检验结果产生一定影响。由于这些异构体大都不属于有害芳香 胺,如果不能有效地分离,就会对样品造成误判。现在多数的检验方法对于这种 情况,都采取气相色谱-FID 检测或气相色谱-质谱检测定性,然后以液相色谱检 测进行异构体确认和定量,通过两种方法的共同使用,排除异构体干扰[1-5]。但是采用两种方法互补分析,首先会增加检验成本,降低检验的效率;另外,有 时候染料经过前处理后,样品中会存在很多基质,使得有害芳香胺往往被基质掩 盖,造成干扰。在这种情况下采用色谱分析,即使异构体可以分离,仍然无法准 确定量有害物质。而本文是在气相色谱上完成异构体的分离,然后使用质谱检测 器检测特征离子,通过特征离子的丰度定量。这样就避免了受到染料裂解后产生 的基质的干扰,可以完成准确的定量。


2.1.2 4 种常见有同分异构体的芳香胺及其异构体的分离情况 

      按照上面的仪器操作条件,对 4 种常见有同分异构体的芳香胺和三种内标的 混合溶液进行测试,结果如下: 

(1)邻(间、对)氨基苯甲醚 

      由图 2 可以看出,邻氨基苯甲醚及其异构体在本实验条件下,可以得到很好的分离。保留时间分别为:邻氨基苯甲醚(8.072 min);对氨基苯甲醚(8.686 min);间氨基苯甲醚(8.986 min)。虽然对氨基苯甲醚、间氯苯胺和对氯苯胺(8.686 min) 无法完全分离,但对邻氨基苯甲醚及其异构体而言仍然不影响假阳性结果的排 除。 

(2) 对(邻、间)氯苯胺 

由图 3 可以看出,对氯苯胺及其异构体在本实验条件下,保留时间分别为:邻氯苯胺(7.648 min);间氯苯胺、对氯苯胺和对氨基苯甲醚(8.686 min)。虽然 邻氯苯胺与其它两种异构体能完全分离,但是间氯苯胺和禁用的对氯苯胺无法完 全分离,所以该方法无法保证对氯苯胺假阳性结果的排除。 

(3)1(2)-萘胺 

      由图 4 可以看出,1-萘胺及 2-萘胺在本实验条件下,可以得到很好的分离。保留时间分别为:1-萘胺(11.603 min);2-萘胺(11.764 min)。

(4) 邻(间、对)甲基苯胺 

       由图 5 可以看出,邻甲基苯胺及其异构体在本实验条件下,也可以得到很好的分离。保留时间分别为:邻甲基苯胺(7.056 min),间甲基苯胺和对甲基苯胺 (7.127 min)虽然无法完全分离,但因二者皆为非禁用芳香胺,所以不影响假阳 性结果的排除。 


2.2 讨论 

      通过上面的数据可以看出,与国标 GB/T17592-2006 推荐的方法相比,本文 的检测程序时间缩短了 20 多分钟,检测效率提高了近一倍;最重要的一点是该 方法实现了部分同分异构体的分离。通过大量的试验证明,该方法快速、精确、 重现性和稳定性好,具有很高的可行性和可靠性。


3 结论 

      从以上分析可以知,本文所采用的方法实现了禁用偶氮染料的快速检测,检 测效率高,还实现了部分异构体的分离,可不必再去做异构体的确认,这在一定程度上也提高了检测效率,节约了检测成本,可行性和可靠性好。但是,这种方 法还不能实现全部偶氮异构体的完全分离,因此,还有待于做进一步的研究。


参考文献 

[1] GB19601-2004,《染料产品中 23 中有害芳香胺的限量及测定》[S]. [2] 杨继生,徐逸云,蒋华.对纺织品禁用偶氮染料检测方法的探讨[J].印 染.2005,06:37-39. 

[3] 康云. 禁用偶氮染料检测中的若干问题[J].中国纤检.2005,8:24-25. 

[4] 胡小钟,余建新等.禁用偶氮染料检测中假阳性结果的鉴别方法[J].分 析化学研究报告.2000,28(4):411-416. 

[5] 沈日炯. 染料产品中致癌芳香胺限量标准的制定和 Eco-Tex Standard 100 标准的关系[J].化工标准计量质量.2001,11:3-6. 

(作者单位:国家生态纺织品质量监督检验中心滨州实验室) 

链接—— 

崔庆华(出生 1981 年 3 月),男,理学硕士,工程师,主要研究纺织品检测, E-mail:qhcui1981@163.com


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