高效液相色谱法测定水性涂料中苯、甲苯、乙苯、二甲苯残留量

姚帮本，郭佳佳，李 云，韩 枫，陈碧云，宫雅雪，胡猛，丁媛丽

（安徽省产品质量监督检验研究院，安徽合肥 230051）

涂料使用的有机溶剂可能含有苯、甲苯、乙苯和二甲苯等有毒有害成分。苯系物是属于极度危害的化学物质，可通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体而产生危害，其毒性主要表现在对人体至畸、致突变和致癌等方面，可引起各种类型的白血病[1-2]。

由于气相色谱流动相单一，操作简便，分离良好，因此，关于苯系物的气相色谱检测方法层出不穷，不断成熟，并被应用在各个领域[3-4]。气相色谱在苯系物的定性方面较为繁杂，准确性有待提高。然而，液相色谱可以通过化合物因光学特性所产生的光谱而准确地界定属性。目前，国内外关于液相色谱检测涂料中苯系物的方法尚无报道，因此，本研究欲建立苯系物的高效液相色谱法，达到定量准确，定性高效的目的。拟通过对苯系物及异构体化学结构和特性的研究，利用高选择性的C30烷基硅烷色谱柱、高分辨率及高灵敏度的二极管阵列检测器，高效分离出水性涂料中的苯、甲苯、乙苯及二甲苯。

1 实验部分

1.1 仪器与材料

Agilent 1290高效液相色谱仪（美国安捷伦公司）；KQ-300VDB台式三频数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；XPE204分析天平，感量为0.000 1 g（梅特勒-托利仪器有限公司）。

甲醇（色谱纯，德国Merk公司）；苯、甲苯、乙苯、二甲苯（色谱纯，纯度≥99.9%，美国Sigma公司）。

1.2 溶液配制

混合标准储备液：称取色谱纯苯、甲苯、乙苯和二甲苯各0.05 g（精确至0.000 1 g）置于100 mL容量瓶中，此溶液质量浓度（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）为0.5 mg/mL，用甲醇溶解并稀释至刻度。

标准曲线：分别吸取苯、甲苯、乙苯和二甲苯混合标准储备液 0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL，置于100 mL容量瓶中，用甲醇稀释至刻度，摇匀，配制成分别含苯、甲苯、乙苯和二甲苯0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.50 μg/mL、5.00μg/mL、10.00 μg/mL、20.00 μg/mL的标准溶液。

1.3 样品前处理

称取1 g（精确至0.000 1 g）经搅拌均匀的试样，置于10 mL容量瓶中，用甲醇充分溶解并稀释至刻度，超声振荡20 min，取出，来回摇匀10次，冷却至室温，经0.45 μm滤膜过滤上机测定。若测定值超过标准曲线上限，则对提取液进行适当稀释。

1.4 高效液相色谱分析条件

色谱柱：Acclaim C30 柱，250 mm × 3.0 mm（id），粒径 3 μm；流动相：甲醇 /水溶液（70/30）；柱温：10℃；流速：0.3 mL/min；检测波长：254 nm；进样量：2 μL。根据保留时间（RT）定性，外标法定量。

2 结果与分析

2.1 苯、甲苯、乙苯及二甲苯的色谱图

苯的保留时间（RT）为8.9 min，甲苯的保留时间（RT）为 12.4 min，乙苯的保留时间（RT）为 17.0 min，二甲苯的三种同分异构体（邻、间、对二甲苯）的保留时间（RT）分别为 17.7 min、18.9 min、19.5 min，见图 1。

图1 苯、甲苯、乙苯、二甲苯的色谱图

2.2 标准曲线的线性范围、检出限

按照试验方法测定混合标准溶液系列，以各化合物的质量浓度为横坐标，对应的响应值为纵坐标，绘制标准曲线，其线性范围、线性回归方程、相关系数及方法检出限见表1。

2.3 苯、甲苯、乙苯及二甲苯的回收率和精密度试验

分别将 0.5 μg/mL、10.0 μg/mL 的苯、甲苯、乙苯、二甲苯添加到水性涂料空白样品中，平行测定6次，计算平均值，结果见表2。

表1 苯、甲苯、乙苯、二甲苯的线性参数及检出限

表2 不同浓度的苯、甲苯、乙苯、二甲苯回收率和精密度试验

表2结果显示：本次试验的相对标准偏差≤3%，本次加标回收率在95.9%～102.0%之间，符合加标回收率要求，说明本方法准确可靠。

3 讨论

（1）由于苯系物在水中的溶解度很小，因此，测定时将样品混匀，用甲醇溶解样品，使苯系物被甲醇充分提取，不需要其他复杂的前处理步骤。

（2）试验过程中柱温的选择，明显影响目标物的分离效果。柱温高于10℃或低于10℃分离度均不理想，如图2。当柱温为10℃时，六种目标物完全分离。

（3）本方法利用可以采集光谱的二极管阵列检测器，不仅可以有效定量，而且能够达到准确定性的目的。

（4）本试验采用C30色谱柱达到异构体之间的有效分离，定量更加准确，达到常规C18色谱柱达不到的分离效果。

4 结论

本文建立了高效液相色谱检测水性涂料中苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量的方法，有效分离二甲苯异构体。研究结果表明，该方法简单、快捷、准确，为涂料中苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量检测提供了有效的技术方法，填补了技术方法上的空白。

图2 柱温对苯、甲苯、乙苯、二甲苯分离的影响