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前言

皮革中烷基酚聚氧乙烯醚主要包括壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚，是皮革中常用的表面活性劑。烷基酚聚氧乙烯醚(apeo)是繼脂肪醇聚氧乙烯醚之后的另一大類非離子型表面活性劑，因其分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，具有良好的乳化、潤(rùn)濕、滲透性能，及起泡、洗滌、去污、抗靜電等作用，廣泛應(yīng)用于皮革、紡織、塑料、橡膠等鞋材中。APEO中以壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)為最多，占80%以上;其次是辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)，占15%以上［1］;烷基酚聚氧乙烯醚及其生物降解代謝物具有較強(qiáng)的生態(tài)毒理效應(yīng)和生物累積性，且應(yīng)用于皮革中很多是通過界面吸附或膠束行為的物理過程達(dá)到預(yù)定的功能，化學(xué)結(jié)構(gòu)并未受到影響，因此對(duì)環(huán)境與人類健康具有潛在的危害性。APEO生物降解緩慢，降解后產(chǎn)生含有較少乙氧基(EO)的APEO和烷基酚(AP)，其毒性均遠(yuǎn)高于母系化合物，其中壬基酚(NP)是一種內(nèi)分泌干擾物，毒性最大，對(duì)野生生物和人類具有潛在的危害［2］。2003/371/EC法規(guī)是歐盟規(guī)定紡織品生態(tài)標(biāo)簽(Eco－Label)的新標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)禁止了包括APEO在內(nèi)的7種表面活性劑以及排放由它們組成的制劑或配方的廢水，因此APEO和用它配制的印染助劑都將受到限用或禁用。鑒于APEO較大的毒性和較差的生物降解性，世界上的很多國家(如德國、丹麥、比利時(shí)、瑞士等)從20世紀(jì)80年代就開始提出對(duì)APEO禁用和限用。東北大西洋海洋環(huán)境保護(hù)公約(OSPAR公約)中提出，優(yōu)先控制15類化學(xué)物質(zhì)中的第12類為NPEO及其相關(guān)化合物。對(duì)于當(dāng)時(shí)爭(zhēng)議頗多的APEO雖然沒有法規(guī)，但已有非正式的協(xié)議對(duì)其生產(chǎn)和使用加以限制。2003年6月18日歐盟頒布的2003/53/EC指令［3］，對(duì)APEO中的NPEO和NP的使用、流通及排放作出了相應(yīng)的限制和規(guī)定。世界著名的檢測(cè)公司如天祥、SGS均限定APEO含量低于100mg/kg。2006版的Intertek生態(tài)產(chǎn)品(皮革和紡織品)認(rèn)證也新增APEO的評(píng)估項(xiàng)目，限量值為50mg/kg。目前我國還沒有用于檢測(cè)皮革中烷基酚聚氧乙烯醚的方法標(biāo)準(zhǔn)，紡織品中的檢測(cè)方法是以液相色譜－質(zhì)譜為主，但由于液質(zhì)聯(lián)用儀價(jià)格昂貴，行業(yè)內(nèi)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室并不具備該儀器。本文研究的主要目的就是采用液相色譜－二極管陣列檢測(cè)器(HPLC－DAD)定量方法，測(cè)定皮革中殘留的OPEO、NPEO，建立一套準(zhǔn)確測(cè)定皮革中APEO殘留量的快速、簡(jiǎn)便方法。

1試驗(yàn)部分

1．1研究的理論依據(jù)

由于烷基酚聚氧乙烯醚在聚合度稍高(大于4)的情況下很難被汽化，直接用氣相色譜法－質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定十分困難，烷基酚聚氧乙烯醚易溶于甲醇，在波長(zhǎng)225nm和276nm處有最大吸收［4］。因此可以用液相色譜儀配二極管陣列檢測(cè)器(HPLC－DAD)，對(duì)APEO進(jìn)行分離并進(jìn)行定量測(cè)定。

1．2試劑和材料

甲醇(色譜純);乙腈(色譜純);NPEO標(biāo)準(zhǔn)品(德國漢高公司，純度≥99%，n=9);OPEO標(biāo)準(zhǔn)品(德國漢高公司，純度≥99%，n=10);NPEO和OPEO標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用甲醇配制質(zhì)量濃度0．5g/L左右的APEO工作液儲(chǔ)備液，使用時(shí)用甲醇配制成需要的濃度。

1．3儀器

液相色譜儀(HPLC－DAD)(Agi-lent1290infinity);分析天平(精確到0.0001g);索式提取器;超聲波提取儀(可保持溫度30～60℃);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;氮吹設(shè)備;常規(guī)玻璃儀器;有機(jī)相過濾膜(0．45μm和0．22μm);一次性針孔過濾器(2mL和20mL)。

1．4超聲波或索式提取和操作的準(zhǔn)備

稱取剪碎至5mm×5mm以下大小的皮革1．0000g左右，用25mL甲醇在超聲波萃取器(或索式提取器)中在一定溫度條件下進(jìn)行萃(提)取，一定時(shí)間后，過濾萃取液到適當(dāng)燒瓶中，再用15mL甲醇洗滌殘?jiān)?，合并過濾至燒瓶中，經(jīng)過凈化處理后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至約近干，用氮?dú)獯蹈?。加?mL甲醇定溶，用于HPLC－DAD分析定量。

1．5液相色譜的使用條件研究

1．5．1流動(dòng)相的選擇條件1

HPLC檢測(cè)條件:固定相:反相C18流動(dòng)相:70%甲醇/30%水流速:1．0mL/min柱溫:35℃進(jìn)樣量:10μLHPLC－DAD定量分析波長(zhǎng):225nm或276nm。條件2HPLC檢測(cè)條件:固定相:反相C18流動(dòng)相:甲醇∶水∶乙腈=81∶13∶6流速:1．0mL/min柱溫:35℃進(jìn)樣量:10μLHPLC－DAD定量分析波長(zhǎng):225nm或276nm。對(duì)含有NPEO和OPEO的混合標(biāo)準(zhǔn)品，按照條件1和條件2進(jìn)行操作。在條件1的操作中，流出時(shí)間40min內(nèi)，液相色譜圖中沒有出現(xiàn)烷基酚聚氧乙烯醚的色譜峰;在條件2的操作中，在流出時(shí)間4．6min和6．2min時(shí)間左右，得到了OPEO和NPEO的色譜峰(見圖1)，峰形完整，分離徹底，干擾少，滿足對(duì)烷基酚聚氧乙烯醚的檢測(cè)需要，因此流動(dòng)相選擇甲醇∶水∶乙腈=81∶13∶6。

1．5．2吸收波長(zhǎng)的選擇

由實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)，烷基酚聚氧乙烯醚在波長(zhǎng)225nm處的吸收大于276nm處的，故選擇225nm波長(zhǎng)為本試驗(yàn)的最佳條件(具體圖譜見圖1)。1．5．3液相色譜的使用條件檢測(cè)器:DAD固定相:反相C18;流動(dòng)相:甲醇∶水∶乙腈=81∶13∶6;流速:1．0mL/min;柱溫:35℃;進(jìn)樣量:10μL;定量分析波長(zhǎng):DAD225nm。

1．6萃取方法對(duì)試樣定量結(jié)果影響的研究

由于皮革經(jīng)過萃取后會(huì)含有很多干擾測(cè)定的成分，如不采取凈化技術(shù)進(jìn)行處理，可能會(huì)嚴(yán)重干擾測(cè)定結(jié)果，甚至不能得出檢測(cè)結(jié)果，因此對(duì)樣品萃取液進(jìn)行凈化處理是十分必要的。

(1)采用固相萃取柱:OasisHLB、60mg、mL。使用前依次用2mL甲醇、4mL水活化。操作方法:將樣品提取液過濾轉(zhuǎn)移到燒瓶中，用適量甲醇洗滌樣品，并過濾轉(zhuǎn)移合并萃取液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)至干，再加入10mL甲醇溶解萃取物，全部轉(zhuǎn)移到固相萃取柱中，控制流速為1～2mL/min。待甲醇不再流出后，棄去甲醇，用5、10mL甲醇－二氯甲烷洗脫，收集洗脫液，用氮?dú)獯蹈桑瑴?zhǔn)確加入2mL甲醇溶解定容，用0．22μm膜過濾至小樣品瓶中，用于液相色譜定量使用。凈化效果的判定:用配好的NPEO標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)過同樣的處理，通過回收率驗(yàn)證凈化效果。結(jié)果見表1，相對(duì)應(yīng)的色譜峰見圖1。從表1中的結(jié)果可以看出:用凈化柱處理烷基酚聚氧乙烯醚，無論洗脫劑用量是5mL還是10mL，其回收率均在33%～51%之間，效果很差，不能滿足檢測(cè)需要。

(2)采用尼龍膜過濾方式使用的尼龍過濾膜為孔徑0.45μm和0．22μm。將標(biāo)準(zhǔn)溶液加入到萃取液中，經(jīng)過60min萃取后，用20mL針管經(jīng)過0．45μm的膜過濾到平底燒瓶中，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后，加入2mL甲醇定容，再用2mL的針管經(jīng)過0．22μm的尼龍膜過濾，用于液相色譜的檢測(cè)。在過濾的過程中，盡量使用同一個(gè)過濾膜過濾完成，以避免溶液損失，對(duì)于APEO含量較高的樣品，采用10mL甲醇定容的方式進(jìn)行，以保證所檢濃度在儀器的線性檢測(cè)范圍內(nèi)，對(duì)于顏色較重或含量較高的樣品，一次過濾后如不能達(dá)到目的，可多次過濾。吸取一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)過上述程序處理后，得到結(jié)果見表2。由表2可以看出:經(jīng)過2～3次的過濾膜過濾，完全可以達(dá)到凈化的目的，回收率在93%～98%之間，可以滿足檢測(cè)要求。

1．7提取方式的研究

1．7．1索式提取方式

用150mL甲醇，在索式抽提儀中進(jìn)行抽提。抽提時(shí)間對(duì)樣品測(cè)定結(jié)果的影響，其結(jié)果見表3。由表3可以看出:索式抽提5～6h，峰面積基本不再增加，可以推定提出了全部的烷基酚聚氧乙烯醚。但此方法使用溶劑量大，抽提時(shí)間長(zhǎng)，污染較為嚴(yán)重。

1．7．2．1萃取時(shí)間對(duì)定量測(cè)定的影響(50℃)

由表4可以看出:在50℃時(shí)，萃取總時(shí)間為60min時(shí)，萃取結(jié)果和索式萃取結(jié)果基本相近，但所用時(shí)間短，溶劑用量少，因此本研究采用萃取時(shí)間為60min的萃取方法。

1．7．2．2萃取溫度的確定

由于采用甲醇作為萃取溶劑，可由下列因素確定萃取溫度:皮革的使用溫度一般不超過50℃，可考慮在實(shí)際穿著時(shí)的最極限溫度不超過50℃;甲醇的沸點(diǎn)為63℃，考慮到甲醇在萃取時(shí)的可揮發(fā)性，以確定萃取溫度50℃為宜。經(jīng)過實(shí)際的萃取操作后，經(jīng)過50℃條件下萃取60min，其萃取結(jié)果和索式提取的結(jié)果十分相近。因此本研究確定萃取溫度為50℃。

1．7．2．3萃取溶劑選擇

分別選取叔丁基甲醚、二氯甲烷、正己烷、甲醇作為溶劑，對(duì)皮革樣品進(jìn)行超聲波萃取，結(jié)果見表5。由表5可以看出:用甲醇萃取的結(jié)果最大，效果最好;正己烷的效果最差。本試驗(yàn)采用甲醇作為提取溶劑。

1．8定量方法研究

1．8．1混合標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

用辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)和壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)混合，配制成表6中的濃度，結(jié)果見表6。用濃度為橫坐標(biāo)，保留面積為縱坐標(biāo)，形成的坐標(biāo)圖見圖2和圖3。對(duì)于NPEO，線性方程為Y=63.45x+473．7，R值為0．9985對(duì)于OPEO，線性方程為Y=16.87x+291．2，R值為0．9980由圖2和圖3可以看出，在濃度為20～250mg/kg之間峰面積和濃度，呈良好的線性范圍。

1．8．2皮革樣品的檢測(cè)和計(jì)算

根據(jù)樣品中烷基酚聚氧乙烯醚的含量，選擇濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)工作液。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工作液和樣液等體積穿插進(jìn)樣。計(jì)算公式為:按式(1)計(jì)算試樣中烷基酚聚氧乙烯醚的含量

1．8．3黑色牛皮萃取液的色譜圖和標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖的比較

稱取1．0022g左右樣品，經(jīng)過濃縮和凈化處理后，用于液相色譜儀的檢測(cè)。標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖見圖4;黑色牛皮萃取液的色譜圖見圖5。由圖4和圖5中可以看出:標(biāo)準(zhǔn)樣品OPEO的保留時(shí)間4．472minNPEO的保留時(shí)間6．038min樣品中OPEO的保留時(shí)間4．458min，色譜峰面積7032NPEO的保留時(shí)間5.960min，色譜峰面積314085所測(cè)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間位置十分吻合，結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀的定性確證，可以斷定是OPEO和NPEO。經(jīng)過3次測(cè)定并計(jì)算，該牛皮樣品中NPEO含量為977、1004和1037mg/kg。平均值為1006mg/kg，平均偏差在2．88%、2.0%和3．08%，符合檢測(cè)需要。由圖5可以看出:該方法對(duì)皮革樣品中OPEO和NPEO的分離徹底，樣品中其他組分幾乎對(duì)檢測(cè)無干擾。

1．9檢出限和回收率的測(cè)定

1．9．1檢出限的測(cè)定

在本方法確定的試驗(yàn)條件下，采用標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng)的信噪比的3倍作為本方法的檢出限，相對(duì)應(yīng)的OPEO和NPEO檢出限為3．4和3.7mg/kg。

1．9．2回收率的測(cè)定

方法:稱取1．0g左右已知NPEO含量的待測(cè)樣品(牛皮樣品)，加入校準(zhǔn)溶液，利用本方法處理后，測(cè)得其含量，計(jì)算回收率。結(jié)果見表7。

由表7可以看出:NPEO的回收率在86%～94%之間，相對(duì)偏差為2.95%;OPEO的回收率在102%～110%之間，相對(duì)偏差為3．11%。10對(duì)皮革和其他樣品的檢測(cè)結(jié)果基酚聚氧乙烯醚的含量確實(shí)很高，大多數(shù)樣品中均含有NPEO。如果按照歐盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限量100mg/kg來看，大多數(shù)產(chǎn)品處于嚴(yán)重不合格狀態(tài)，因此，烷基酚聚氧乙烯醚的限量和檢測(cè)問題，應(yīng)引起相關(guān)部門的高度重視。

2結(jié)論

(1)高效液相色譜配二極管陣列檢測(cè)器完全可以滿足檢測(cè)要求。(2)皮革材料中烷基酚聚氧乙烯醚的最佳萃取時(shí)間為60min，最佳萃取溶劑是甲醇，用超聲波萃取方式萃取可滿足檢測(cè)需要，節(jié)省時(shí)間和溶劑。(3)流動(dòng)相采用甲醇∶水∶乙腈=81∶13∶6可以滿足檢測(cè)需要。(4)該方法的檢測(cè)線性范圍、檢出限和回收率均能滿足試驗(yàn)要求。(5)通過檢測(cè)，我國相關(guān)產(chǎn)品中APEO含量非常高。問題十分嚴(yán)重，應(yīng)引起相關(guān)部門的高度重視。