顶空进样-气相质谱法测定芳香织物留香效果

胡剑灿，肖 敏，罗 峻

(广州纤维产品检测研究院，广东 广州 511447)

嗅觉是人的重要感官之一，芳香气味对人体能使人身心愉悦，镇静凝神，舒缓压力，甚至起到一定保健医疗效果[1]。中国人自古就有制作携带香囊的文化习俗，外国人则通过喷洒香水来增加个人魅力。纺织服装是人们生活重要的产品。随着人们生活水平的提高，具有香味的芳香纺织品也应运而生，成为一种功能性的高附加值产品。目前芳香纺织品一般通过后整理来使织物获得香气，后整理的工艺主要有两种，一种是通过直接将织物浸泡到香精溶液中来获得芳香效果；另一种是将香精包裹在聚合物微胶囊之中，再把微胶囊整理到织物上[2]。留香效果是芳香纺织品的重要指标，留香效果好的纺织品能长期地、持续地释放出香味[3]。本文通过茉莉花香型的纯香精和香精微胶囊对纯棉布进行了整理，然后利用顶空进样-气相质谱法对整理后的织物经洗涤后的留香效果进行了测试和对比分析。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

CDS8400大体积顶空进样器，安捷伦7890A-5975C 气相色谱-质谱联用仪。

无水乙醇(分析纯)，茉莉香精购于广州百花香料股份有限公司，日化香精等级。茉莉香精微胶囊购于常州美胜生物材料有限公司。

1.2 芳香纺织品的整理

纯香精整理：将茉莉香精溶于无水乙醇中，配成0.4 %的溶液，将纯棉织物按照浴比为1∶10，充分浸润于香精溶液中，浸泡1 h，将纯棉织物取出，自然晾干。 微胶囊整理：将茉莉香精分散于纯水中，配成0.4 %的分散液，将纯棉织物按照浴比为1∶10，将样品在整理液中浸渍1 h，将纯棉织物取出，自然晾干。

1.3 皂洗和留香效果的测定

皂洗过程参照GB/T 3921-2008，具体过程如下：配制浓度为5 g/L的皂洗液，将样品按照50∶1的浴比进行洗涤，洗涤温度为40 ℃，洗涤时间为30min，洗涤后用纯水漂洗两次，自然晾干。

将芳香纺织品试样剪碎至5 mm×5 mm以下，混合均匀后称取约1.00 g，放入至大体积顶空进样器中进行测试，顶空进样温度为100 ℃，平衡时间为10 min。色谱柱：HP-5MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm；载气：He，纯度≥99.999 %，流量为1 mL/min；进样口温度：250 ℃；传输线温度：280 ℃；离子源：EI(源温230 ℃，电子能量70 eV)；扫描方式：全扫描；扫描质量范围：50 ～550 amu；溶剂延迟：5 min。

2 结果与讨论

芳香气味的主要成分是萜类、醇、酯、酮、醛等有机化合物，这些化合物沸点一般在300℃以下，具有良好的挥发性。顶空进样法是将样品放在一个密闭的腔体中，通过加热升温的方式使样品中的有机挥发物挥发出来，进而通过气相质谱进行检测。顶空进样法能有效地模拟挥发性物质从样品逸散到空气中的过程，能减少萃取过程可能引入的杂质和溶剂。利用气相质谱进行检测，可以对样品中的挥发性物质进行有效的分离检测，通过质谱标准图库的检索确认，对芳香气味的主要成分进行分析。图1和图2分别为纯茉莉香精整理样品和茉莉微胶囊整理样品的色谱图。由图可见尽管同是茉莉花香，由于配方不同，两个谱图还是存在较大的差别，说明不同厂家批次的香精主要成分和比例含量不尽相同。

图1 茉莉香精整理样品的气相色谱图

图2 茉莉微胶囊整理样品的气相色谱

纯香精整理和茉莉微胶囊整理的纯棉样品的电镜图分别见图3和图4，可见纯茉莉香精整理的样品表面十分光滑，而茉莉微胶囊整理的样品在纤维表面和纤维之间附着了不少微胶囊以及胶囊的团簇。这些微胶囊的大小大概在几十到一百多纳米之间，微胶囊中包裹着香精，在加热或者微胶囊在使用摩擦受到而破坏时，微胶囊中包裹的香精就会释放出来。微胶囊的尺寸较小，形成的整理液能较容易地分散均匀，微胶囊也较容易地被吸附或嵌入到纤维上和纤维间的空隙中[4]。

图3 茉莉香精整理样品的电镜图(a)放大倍数为1000；(b)放大倍数为10000

图4 茉莉微胶囊整理样品的电镜图(a)放大倍数为1000；(b)放大倍数为10000

为了对两种整理方法的留香效果进行比较，需要选择两个样品中均存在的物质作为参考物质进行比较。观察谱图，选取保留时间为11.8 min的谱峰作为参考物质，经标准谱图库NIST对该色谱峰的质谱进行检索，确定物质为芳樟醇。以芳樟醇作为参考物质，将两个样品的洗涤前参考物质峰面积定为基准，通过比较参考物质的色谱峰面积变化来比较两种整理方法在经皂洗后的留香效果。由5图可见纯香精处理的样品中香气物质在经过4次洗涤后芳樟醇的峰面积已经下降到原来的约5 %，而微胶囊整理的样品在经过7次左右芳樟醇的峰面积才下降到原来的约5 %，说明与微胶囊整理的样品相比，纯香精整理样品的香气衰减得更快，纯香精整理的样品耐水洗留香效果较差。纯香精整理样品香气物质吸附在纤维表面，香气物质较容易挥发，并在洗涤过程中洗掉，因而留香效果较差。微胶囊整理的样品香精包裹在微胶囊之中，减缓了香精的挥发释放速度；微胶囊尺度很小，较容易进入纤维与纤维的空隙，提高了留香的效果。如果选择合适的渗透剂和粘合剂进行整理，提高微胶囊的黏附能力，微胶囊整理样品的留香效果有望进一步提高[5]。

图5 茉莉香精整理和茉莉微胶囊整理样品的皂洗留香效果

3 结论

利用顶空进样-气相质谱法，对茉莉香精整理和茉莉香精微胶囊整理的样品分别进行了检测。结果表明，顶空进样-气相质谱法能有效可靠地对芳香纺织品的留香效果进行检测，香精微胶囊整理的纯棉织物其水洗留香效果比香精整理织物效果要好。

参考文献

[1]刘红丹, 商成杰. 芳香疗法的保健功效及其在纺织品上的应用[J]. 针织工业, 2012(9):42-44.

[2]王潮霞, 陈水林. 芳香保健纺织品的研究与应用[J]. 染整技术, 2005, 27(3):1-4.

[3]胡心怡, 王韶辉. 芳香微胶囊整理织物的留香效果[J]. 纺织学报, 2009, 30(7):93-98.

[4]徐 宁. 茉莉香精微胶囊的制备及其在棉织物上的应用研究[D]. 上海:东华大学, 2012.

[5]胡心怡, 王韶辉, 张焕然. 针织物芳香微胶囊整理后留香效果分析[J]. 青岛大学学报(工程技术版), 2009, 24(3):64-68.