气相色谱法快速同时测定室内装饰装修材料胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯的含量

吕 鸿 张文申 许 峰 刘志娟

(中国兵器工业集团第五三研究所,济南 250031)

随着人们生活水平的不断提高,住宅的精装修越来越盛行。装饰装修材料胶黏剂每年的应用量很大，造成胶黏剂中毒事件时有发生，无论溶剂型还是水基型的，不合格的胶黏剂产品都含有有害物质，其主要成分是苯、甲苯、二甲苯、卤代烷和卤代烯烃，这些物质可造成皮肤损害、窒息、肺部疾患、肠胃功能失调、神经系统损伤、造血系统损坏及致癌等[1]。针对这些情况，我国《室内装饰装修材料胶黏剂中有害物质限量》对溶剂型和水基型胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯的限量均作出了规定[2]，并提出采用气相色谱法分别测定胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯的含量，但该方法不利于快速检测。

笔者建立了室内装饰装修材料胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯含量快速同时测定的气相色谱的方法，并利用气相色谱-质谱(SIM)进行了方法验证。该方法缩短了分析时间，提高了测试工作效率，测定结果准确可靠。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：Agilent HP6890N型，配有氢火焰离子化检测器，硝基对苯二酸改性的聚乙二醇(FFAP)毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm，0.25 μm)美国Agilent公司；

苯、甲苯、二甲苯：均为色谱纯，天津科密欧试剂有限公司；

乙酸乙酯：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

胶黏剂样品：万能胶、强力胶、聚氨酯胶、氯丁橡胶胶、SBS胶黏剂均为市购。

1.2 色谱条件

进样模式为不分流；柱温：50℃，保持6 min，以10℃/min升到180℃，保持5 min；气化温度：240℃；检测器温度：260℃；载气：N2，流速为2.5 mL/min。

1.3 实验方法

(1)标准曲线绘制

采用称重方法，用乙酸乙酯分别配制苯、甲苯、二甲苯单标储备溶液，测定前，分别吸取单标储备液，以乙酸乙酯稀释配制成系列混合标准溶液，其中，苯浓度分别为8.58、17.14、34.28、85.70、171.40 μg/mL，甲苯浓度分别为9.04、18.06、36.12、90.31、180.62 μg/mL，二甲苯浓度分别为8.80、17.59、35.18、87.91、175.92 μg/mL。分别取1 μL进样，以各组分的峰面积A为纵坐标，相应浓度c(μg/mL)为横坐标，绘制标准曲线。

(2)样品测定

称取1.5～2.0 g(精准至0.1 mg)胶黏剂试样，置于50 mL的容量瓶中，用乙酸乙酯溶解并稀释至刻度，摇匀。用微量注射器取1 μL进样，测其峰面积。若试样溶液的峰面积大于标准系列中的最大浓度的峰面积，稀释后再测。由标准曲线查得试样溶液中苯、甲苯、二甲苯的质量浓度。

(3)结果计算

根据式(1)计算试样中苯、甲苯、二甲苯的含量：

(1)

式中：X——试样中苯、甲苯、二甲苯的含量，μg/kg；

ρt——从标准曲线上读取的试样溶液中苯、甲苯、二甲苯适量浓度，μg/mL；

V——试样溶液的体积，mL；

m——试样的质量，g；

f——稀释因子。

2 结果与讨论

2.1 溶剂的选择

合成型胶黏剂，如氯丁橡胶、丁苯橡胶、酚醛-氯丁橡胶、酚醛-丁腈橡胶、SBS、聚氨酯等，一般均选用有机溶剂作为胶黏剂的溶剂，往往存在有毒有害化合物。在选择溶解样品的溶剂时，常用的丙酮对样品溶解性差，不宜作为样品的溶剂；甲醇对胶黏剂虽有很好的溶解性，但色谱分离时信号较大，影响有害化合物的测定；二甲基甲酰胺(DMF)对样品溶解性好，对有害物质的测定无干扰，但出峰时间太长。因此选择了对胶黏剂既有很好的溶解性又不干扰有害化合物测定的乙酸乙酯作为溶剂。

2.2 色谱条件的选择

根据被测化合物的特性，选用的硝基对苯二酸改性的聚乙二醇(FFAP)毛细管柱，可保证胶黏剂样品中非极性的苯、烷烃和极性的甲苯、二甲苯、卤代烷烃等得到很好的分离，柱温条件采用低的初始温度和程序升温(不分流进样，柱温50℃，保持6 min，以10℃/min升温到180℃保持5 min)，气化温度240℃，检测器温度260℃，可使苯系化合物较好分离，同时胶黏剂中可能共存物乙醇、丙酮不干扰测定。

2.3 标准曲线方程和检出限

对1.3(1)中的系列标准溶液进样分析,以各组分的峰面积A为纵坐标，相应浓度c(μg/mL)为横坐标绘制标准曲线。苯在8.58～171.40 μg/mL、甲苯在9.04～180.62 μg/mL、二甲苯在8.80～175.92 μg/mL范围内具有良好的线性关系，苯的线性回归方程为A=1.22c+1.02,r=0.999；甲苯的线性回归方程为A=1.13c+0.11,r=0.999；二甲苯的线性回归方程为A=1.08c-0.27,r=0.999。以3倍信噪比计算苯、甲苯、二甲苯的检出限均为0.20 μg/mL。

2.4 方法精密度

分别取苯、甲苯、二甲苯低、高两种浓度的标准溶液，取1 μL进样，重复测定6次，计算测定结果的相对标准偏差(RSD)，结果表明，两种浓度测定结果的RSD为1.36%～2.44%，实验数据见表1。

表1 精密度试验结果

2.5 回收试验

分别称取4份胶黏剂样品，每份300 mg，加入到100 mL容量瓶中，在其中3个容量瓶内分别加入0.5、2.5、5.0 mL单标储备液，第4个为样品溶液，用乙酸乙酯定容至刻度，分别测定样品溶液和加标溶液，根据测定结果计算苯、甲苯、二甲苯加标回收率。苯、甲苯、二甲苯回收率分别为97.14%～100.16%、95.51%～101.44%、97.87%～100.80%，均符合检测的要求，实验数据见表2。

表2 回收试验结果(n=3)

2.6 样品测定

利用本方法(气相色谱法)和色质联用法对市售的万能胶、丁苯橡胶、聚氨酯胶、氯丁橡胶、SBS类型胶黏剂样品分别进行检测，各类胶黏剂中均检测到苯、甲苯、二甲苯，检测结果见表3

表3 5种样品中苯、甲苯、二甲苯的检测结果 μg/kg

由表3可知,两种方法检测结果相符合，说明该方法对胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯的检测准确可行。

3 结语

选用改性聚乙二醇色谱柱，采用程序升温，以乙酸乙酯为溶剂，可使苯、甲苯、二甲苯较好地分离，而且乙醇、丙酮等不干扰测定。该方法灵敏、准确、快速可靠，适用于快速同时测定室内装饰装修材料胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯的含量。

[1] 何凤生.中华职业医学[M].北京：人民卫生出版社，1999：434-533.

[2] GB 18583-2008 室内装饰装修材料胶黏剂中有害物质限量[S].