一种聚乳酸产品中丙交酯含量的测定方法

庄志闻，秦晓娜，王彩霄

(沈阳金博地生态环保科技有限公司，辽宁 沈阳 110000)

一种聚乳酸产品中丙交酯含量的测定方法

庄志闻，秦晓娜，王彩霄

(沈阳金博地生态环保科技有限公司，辽宁 沈阳 110000)

采用气相色谱法测定聚乳酸材料中残留单体-丙交酯的含量。采用FID检测器；色谱柱为DB-17(30m*0.25mm)；进样口温度260 ℃，检测器温度220 ℃，柱温采用梯度升温程序：先100 ℃保持2 min，然后以10 ℃/min增加到150 ℃并保持2 min；分流比10:1；载气为高纯氮，流速10mL/min；进样量为1 μL。在此条件下，丙交酯峰与杂质峰分离度良好，在0.50～250 mg/L浓度范围内，线性关系良好；样品的加标回收率为101.6 %，相对标准偏差为1.8 %。该方法简单、稳定、准确，可以作为丙交酯含量的分析方法。

气相色谱法；测定；丙交酯

聚乳酸(PLA)是一种具有良好的生物相容性和生物降解性，可广泛用于生物医学领域、服装行业及农业环保材料。现阶段生产聚乳酸的方法通常是先将乳酸脱水缩合成低聚物-丙交酯，再在高温、真空的条件下开环聚合。在合成过程中，难免会混入中间体丙交酯，残留的丙交酯会水解成乳酸，在酸性条件下会加速聚乳酸的分解。因此，残留丙交酯的含量是衡量聚乳酸材料性能的重要指标。

目前，测定丙交酯的方法有氢核磁法、光度法、红外法、高效液相色谱法及气相色谱法。其中氢核磁法、光度法、红外法定量不准而很少采用。在用高效液相色谱法时发现，纯有机流动相无法使丙交酯与杂质分离，只有在流动相中加入水才能达到分离要求，但丙交酯与水接触会发生水解，是结果测定不准确。就此，本文提出了一种使用气相色谱法测定丙交酯含量，有效避免了以上方法出现的弊端，操作简单，结果准确。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 7890B气相色谱仪，配FID检测器；色谱柱：DB-17(30m×0.25mm×0.25μm)；丙交酯(标准品，98%)(Sigma-Aldrich公司)；二氯甲烷(色谱纯，Fisher公司)；乙醇(色谱纯，Fisher公司)；水(一级水，实验室自制)；载气：高纯氮(99.9%)。

1.2 色谱条件

FID检测器；色谱柱为DB-17 (30m×0.25mm)；进样口温度260 ℃，检测器温度220 ℃，柱温采用梯度升温程序：先100℃保持2 min，然后以10 ℃/min增加到150 ℃并保持2 min；分流比10:1；载气为高纯氮，流速10 mL/min。

1.3 分析步骤

精密称取PLA样品0.0100 g，置于100 mL离心管中，加入10.0 mL二氯甲烷，涡旋震荡1 min。再加入30.0 mL乙醇，再次涡旋震荡1 min。待沉淀析出之后放置离心机中，以5000 r/min离心2min。取上清液，以0.45μm微孔滤膜过滤，等待上机。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理

本方法先用二氯甲烷将样品充分溶解，使PLA、丙交酯、杂质、乳酸及乳酸的低聚物全部溶解，接着加入适当比例的乙醇，使溶液中的大分子聚合物沉淀析出，起到除杂作用。经预实验发现，当二氯甲烷与乙醇的比例为1:3时，沉淀效果最好。

2.2 色谱条件的选择

2.2.1 进样口温度的选择

样品经2.1方法处理之后，溶液中含有乳酸及乳酸低聚物，影响丙交酯峰的分离度，故利用乳酸的热不稳定性，采用较高的进样口温度，使乳酸分解，从而达到除杂的目的。经过预实验发现，进样口温度为260℃时，乳酸分解彻底且丙交酯不被破坏。

2.2.2 升温曲线的选择

采用1.2升温程序，由于前期温度低，分离度低，杂质峰与溶剂峰重合明显，均在3min之前出峰。随着温度升高，丙交酯在7min出峰，如图1所示，峰型较好，与杂质峰分离效果好，样品测定平均周期小于10 min。

图1 升温曲线的选择

2.3 标准曲线与重复性

标准溶液的配置：精密称取丙交酯标准品0.0250 g，置于100 mL容量瓶中，用二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液稀释至刻度线，配成浓度为250 mg/L的丙交酯溶液。称取上述溶液0.020 mL、4.00 mL、10.0 mL、20.0 mL、60.00 mL分别加入10 mL容量瓶中，用二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液稀释至刻度线。配成0.50 mg/L、10.0 mg/L、25.0 mg/L、50.0 mg/L、150 mg/L、250 mg/L的丙交酯标准溶液并对其测定，结果表明：丙交酯质量浓度在0.50～250mg/L范围内呈线性关系，如图2所示。线性回归方程：y=9992.2x+10131，相关系数R2=0.9995，方法检出限(3N/S)为0.05mg/L。

图2 线性回归曲线

取6组浓度均为10.0 mg/L的丙交酯标准溶液进行测定，记录峰面积，如表1所示，计算相对标准偏差为1.2 %，重复性良好。

表1 丙交酯标准溶液测定结果

2.4 样品回收率和精密度

精确称取PLA样品0.0100 g，按1.3方法处理，测得样品浓度为2.50 mg/L。取6份样品，分别加入已知浓度的标准样品，测出样品中丙交酯的含量，计算丙交酯回收率及精密度，如表2所示。结果表明，丙交酯平均回收率为101.6%，相对标准偏差为1.8%，回收率和精密度良好。

表2 样品中丙交酯的含量测定结果

3 结论

精密称取丙交酯标准品0.0050 g，置于100 mL容量瓶中，用二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液稀释至刻度线，配成浓度为50mg/L的丙交酯溶液，置于4 ℃冰箱中保存。每隔1 h取标准溶液上机测定，共取6份，浓度测定结果无明显变化，即丙交酯在二氯甲烷：乙醇(1:3)混合液中不会分解，可以作为丙交酯的提取溶剂。

取上述溶液分别在进口温度为220、240、260、280 ℃的条件下测定，结果表明在220 ℃和280 ℃条件下，与240、260 ℃对比丙交酯峰面积有明显下降，原因可能是220 ℃下丙交酯气化不完全而280 ℃下却使丙交酯产生高温分解。故进样口选用较高的260 ℃进行定量分析，能起到除杂目的。

综上所述，此方法可以用于聚乳酸中丙交酯含量的测定，方法简单高效，结果准确，有效的避免了其他测定方法出现的弊端，相信本文研究的分析方法会广发应用。

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(本文文献格式：庄志闻，秦晓娜，王彩霄.一种聚乳酸产品中丙交酯含量的测定方法[J].山东化工，2017，46(20)：85，88.)

MethodforMeasuringLactideContentinPolylacticAcidProduct

ZhuangZhiwen,QinXiaona,WangCaixiao

(Shenyang KingBoDi Eco-environmental Protection Technology Co.Ltd. ,Shenyang 110000,China)

The content of residual monomer lactide in polylactic acid was determined by GC. Using the FID detector; the column was DB-17 (30m*0.25mm); the inlet temperature is 260 ℃, the detector temperature is 220 ℃, the column temperature is 100 ℃ temperature gradient procedure: first 2 min, then increased to 150 to 10 ℃ /min ℃ and 2 min; split ratio 10:1; high purity nitrogen carrier gas flow rate. 10 mL/min; the injection volume was 1 L. Under these conditions, the separation degree of lactide peak and impurity peak is good. In the range of 0.50～250mg/L concentration, the linear relationship is good. The recovery rate of sample is 101.6%, and the relative standard deviation is 1.8%. The method is simple, stable and accurate. It can be used as an analytical method for the content of lactide.

GC；measuring；lactide

2017-08-14

庄志闻(1990—)，辽宁沈阳人，助理工程师，主要研究聚乳酸合成及分析。

O657.7+1

A

1008-021X(2017)20-0085-01