皮革APEO測定研究

前言：本站為你精心整理了皮革APEO測定研究范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

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，因其分子結構中同時含有親水基團和疏水基團，具有良好的乳化、潤濕、滲透性能，及起泡、洗滌、去污、抗靜電等作用，廣泛應用于皮革、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的生態毒理效應和生物累積性，且應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到預定的功能，化學結構并未受到影響，因此對環境與人類健康具有潛在的危害性。APEO生物降解緩慢，降解后產生含有較少乙氧基(EO)的APEO和烷基酚(AP)，其毒性均遠高于母系化合物，其中壬基酚(NP)是一種內分泌干擾物，毒性最大，對野生生物和人類具有潛在的危害［2］。2003/371/EC法規是歐盟規定紡織品生態標簽(Eco－Label)的新標準，該標準禁止了包括APEO在內的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、瑞士等)從20世紀80年代就開始提出對APEO禁用和限用。東北大西洋海洋環境保護公約(OSPAR公約)中提出，優先控制15類化學物質中的第12類為NPEO及其相關化合物。對于當時爭議頗多的APEO雖然沒有法規，但已有非正式的協議對其生產和使用加以限制。2003年6月18日歐盟頒布的2003/53/EC指令［3］，對APEO中的NPEO和NP的使用、流通及排放作出了相應的限制和規定。世界著名的檢測公司如天祥、SGS均限定APEO含量低于100mg/kg。2006版的Intertek生態產品(皮革和紡織品)認證也新增APEO的評估項目，限量值為50mg/kg。目前我國還沒有用于檢測皮革中烷基酚聚氧乙烯醚的方法標準，紡織品中的檢測方法是以液相色譜－質譜為主，但由于液質聯用儀價格昂貴，行業內大多數實驗室并不具備該儀器。本文研究的主要目的就是采用液相色譜－二極管陣列檢測器(HPLC－DAD)定量方法，測定皮革中殘留的OPEO、NPEO，建立一套準確測定皮革中APEO殘留量的快速、簡便方法。

1試驗部分

1．1研究的理論依據

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－質譜法進行測定十分困難，烷基酚聚氧乙烯醚易溶于甲醇，在波長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器(HPLC－DAD)，對APEO進行分離并進行定量測定。

1．2試劑和材料

甲醇(色譜純);乙腈(色譜純);NPEO標準品(德國漢高公司，純度≥99%，n=9);OPEO標準品(德國漢高公司，純度≥99%，n=10);NPEO和OPEO標準儲備液用甲醇配制質量濃度0．5g/L左右的APEO工作液儲備液，使用時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℃);旋轉蒸發儀;氮吹設備;常規玻璃儀器;有機相過濾膜(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行萃(提)取，一定時間后，過濾萃取液到適當燒瓶中，再用15mL甲醇洗滌殘渣，合并過濾至燒瓶中，經過凈化處理后，用旋轉蒸發儀濃縮至約近干，用氮氣吹干。加入2mL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流動相的選擇條件1

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

1．5．2吸收波長的選擇

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

1．6萃取方法對試樣定量結果影響的研究

由于皮革經過萃取后會含有很多干擾測定的成分，如不采取凈化技術進行處理，可能會嚴重干擾測定結果，甚至不能得出檢測結果，因此對樣品萃取液進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移到燒瓶中，用適量甲醇洗滌樣品，并過濾轉移合并萃取液，用旋轉蒸發儀蒸發至干，再加入10mL甲醇溶解萃取物，全部轉移到固相萃取柱中，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，用氮氣吹干，準確加入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標準溶液經過同樣的處理，通過回收率驗證凈化效果。結果見表1，相對應的色譜峰見圖1。從表1中的結果可以看出: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。將標準溶液加入到萃取液中，經過60min萃取后，用20mL針管經過0．45μm的膜過濾到平底燒瓶中，經過旋轉蒸發后，加入2mL甲醇定容，再用2mL的針管經過0．22μm的尼龍膜過濾，用于液相色譜的檢測。在過濾的過程中，盡量使用同一個過濾膜過濾完成，以避免溶液損失，對于APEO含量較高的樣品，采用10mL甲醇定容的方式進行，以保證所檢濃度在儀器的線性檢測范圍內，對于顏色較重或含量較高的樣品，一次過濾后如不能達到目的，可多次過濾。吸取一定量的標準溶液，經過上述程序處理后，得到結果見表2。由表2可以看出:經過2～3次的過濾膜過濾，完全可以達到凈化的目的，回收率在93%～98%之間，可以滿足檢測要求。

1．7提取方式的研究

1．7．1索式提取方式

用150mL甲醇，在索式抽提儀中進行抽提。抽提時間對樣品測定結果的影響，其結果見表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，抽提時間長，污染較為嚴重。

1．7．2．1萃取時間對定量測定的影響(50℃)

由表4可以看出:在50℃時，萃取總時間為60min時，萃取結果和索式萃取結果基本相近，但所用時間短，溶劑用量少，因此本研究采用萃取時間為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℃，可考慮在實際穿著時的最極限溫度不超過50℃;甲醇的沸點為63℃，考慮到甲醇在萃取時的可揮發性，以確定萃取溫度50℃為宜。經過實際的萃取操作后，經過50℃條件下萃取60min，其萃取結果和索式提取的結果十分相近。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，對皮革樣品進行超聲波萃取，結果見表5。由表5可以看出:用甲醇萃取的結果最大，效果最好;正己烷的效果最差。本試驗采用甲醇作為提取溶劑。

1．8定量方法研究

1．8．1混合標準樣品標準曲線的建立

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，結果見表6。用濃度為橫坐標，保留面積為縱坐標，形成的坐標圖見圖2和圖3。對于NPEO，線性方程為Y=63.45x+473．7，R值為0．9985對于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皮革樣品的檢測和計算

根據樣品中烷基酚聚氧乙烯醚的含量，選擇濃度相近的標準工作液。對標準工作液和樣液等體積穿插進樣。計算公式為:按式(1)計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準品色譜圖的比較

稱取1．0022g左右樣品，經過濃縮和凈化處理后，用于液相色譜儀的檢測。標準品的色譜圖見圖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:標準樣品OPEO的保留時間4．472minNPEO的保留時間6．038min樣品中OPEO的保留時間4．458min，色譜峰面積7032NPEO的保留時間5.960min，色譜峰面積314085所測物質與標準品的保留時間位置十分吻合，結合氣質聯用儀的定性確證，可以斷定是OPEO和NPEO。經過3次測定并計算，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%，符合檢測需要。由圖5可以看出:該方法對皮革樣品中OPEO和NPEO的分離徹底，樣品中其他組分幾乎對檢測無干擾。

1．9檢出限和回收率的測定

1．9．1檢出限的測定

在本方法確定的試驗條件下，采用標準溶液對應的信噪比的3倍作為本方法的檢出限，相對應的OPEO和NPEO檢出限為3．4和3.7mg/kg。

1．9．2回收率的測定

方法:稱取1．0g左右已知NPEO含量的待測樣品(牛皮樣品)，加入校準溶液，利用本方法處理后，測得其含量，計算回收率。結果見表7。

由表7可以看出:NPEO的回收率在86%～94%之間，相對偏差為2.95%;OPEO的回收率在102%～110%之間，相對偏差為3．11%。10對皮革和其他樣品的檢測結果基酚聚氧乙烯醚的含量確實很高，大多數樣品中均含有NPEO。如果按照歐盟相關標準限量100mg/kg來看，大多數產品處于嚴重不合格狀態，因此，烷基酚聚氧乙烯醚的限量和檢測問題，應引起相關部門的高度重視。

2結論

(1)高效液相色譜配二極管陣列檢測器完全可以滿足檢測要求。(2)皮革材料中烷基酚聚氧乙烯醚的最佳萃取時間為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需要，節省時間和溶劑。(3)流動相采用甲醇∶水∶乙腈=81∶13∶6可以滿足檢測需要。(4)該方法的檢測線性范圍、檢出限和回收率均能滿足試驗要求。(5)通過檢測，我國相關產品中APEO含量非常高。問題十分嚴重，應引起相關部門的高度重視。