溶劑型涂料中苯系物測定方法的研究

王 艷 娟

(山西博奧建筑科研檢測有限公司，山西 太原 030025)

溶劑型涂料中苯系物測定方法的研究

王 艷 娟

(山西博奧建筑科研檢測有限公司，山西 太原 030025)

利用頂空氣—氣相色譜法對溶劑型涂料中苯系物進行了測定，用保留時間定性，峰面積外標標準曲線法進行了定量分析,通過氫火焰離子化檢測器(FID)，50 m×0.32 mm×1.0 μm小口徑石英毛細管柱進行樣品分離，采用了分流進樣，并有尾吹氣裝置,指出該方法靈敏度高、精密度好、準確度高，適用于溶劑型涂料中苯系物的測定。

頂空氣—氣相色譜法,苯系物,溶劑型涂料

0 引言

室內裝飾裝修材料溶劑型涂料中含苯、甲苯、二甲苯和乙苯等有害人們健康的污染物，人們在短時間內吸入高濃度的甲苯、二甲苯時，可出現中樞神經系統麻醉作用，輕者有頭暈、頭痛、惡心、胸悶、乏力、意識模糊，嚴重者可致昏迷以致呼吸、循環衰竭而死亡。如果長期接觸一定濃度的甲苯、二甲苯會引起慢性中毒，可出現頭痛、失眠、精神萎靡、記憶力減退等神經衰弱樣癥候群。長期吸入甲苯、二甲苯均會對人體神經中樞系統產生損害。苯化合物已經被世界衛生組織確定為強致癌物質，必須控制其含量，

以確保人們的健康。

目前，室內裝飾裝修材料溶劑型涂料中苯、甲苯+二甲苯+乙苯常用的分析方法有頂空氣—氣相色譜法和乙酸乙酯稀釋后直接進樣氣相色譜法兩種方法。乙酸乙酯稀釋后直接進樣氣相色譜法，由于溶劑型涂料成分復雜，用乙酸乙酯稀釋后形成乳濁液，不能直接進入毛細管柱中進行分離，因而不能進行測定。本文采用頂空氣—氣相色譜法，將約0.200 0 g的樣品涂在已稱重的60 mL頂空瓶中的70 mm×20 mm的定量濾紙條上，蓋緊瓶蓋，放入40 ℃的恒溫箱中平衡4 h后，用氣密針抽取0.20 mL頂空氣直接進入色譜柱中進行色譜分析，用保留時間定性，用峰面積外標標準曲線進行定量分析。經過實驗，本法具有操作簡單、靈敏度高、精密度好、準確度好及不受干擾等優點，適合室內裝飾裝修材料溶劑型涂料中苯、甲苯+二甲苯+乙苯含量的測定。苯、甲苯+二甲苯+乙苯的最低檢出限分別為0.02 μg和0.36 μg，測定范圍分別為0.3 mg～1.8 mg和0.2 mg～5.0 mg。各標準曲線的相關系數均在0.999以上。

1 實驗部分

1.1 原理

將樣品涂在已稱重的頂空瓶內的定量濾紙條上，稱重后放入40 ℃的恒溫箱中，平衡4 h后，用氣密針取0.20 mL頂空氣進入色譜柱中進行色譜分析，以保留時間定性，峰面積外標標準曲線法進行定量分析。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

氣相色譜儀:GC 9560氣相色譜儀(帶FID檢測器、分流裝置、尾吹氣裝置)。

非極性石英毛細管柱(DB-1美國進口)：50 m×0.32 mm×1.0 μm，內涂二甲基聚硅氧烷。

工作站浙大智達N2000軟件。

微量進樣器：1 mL氣密針。10 μL微量進樣器等。

頂空瓶：60 mL。

恒溫箱、高純氮氣(純度為99.999%)、氫氣發生器、空氣發生器。

1.2.2 試劑

苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯(單組分)標準溶液(色譜純)。

1.3 色譜條件

分流與尾吹，分流比1∶15，程序升溫，初溫50 ℃，保持5 min，升溫速率10 ℃/min，終止溫度250 ℃，保持1 min，載氣為高純氮氣(純度為99.999%)，氫氣為燃氣，空氣為助燃氣，流量氮氣30 mL/min，氫氣30 mL/min，空氣300 mL/min。

1.4 標準曲線的繪制

1)苯標準曲線的繪制見圖1。

取5支60 mL的頂空瓶，將濾紙條裝入頂空瓶后密封，用微量注射器吸取下列含量的標準溶液分別注射在頂空瓶的濾紙條上，密封后放入40 ℃的恒溫箱內平衡4 h后，用氣密針取0.20 mL頂空氣作氣相色譜分析，以峰面積為縱坐標，分別以苯、甲苯、二甲苯、乙苯質量的對數作橫坐標繪制標準曲線。

苯標準系列見表1。

表1 苯標準系列

2)苯系物標準曲線的繪制見圖2～圖5。苯系物標準系列見表2。

表2 苯系物標準系列

瓶號12345甲苯/μL0.2260.5771.1542.8845.768鄰二甲苯/μL0.2270.5681.1362.8405.681對二甲苯/μL0.2310.5761.1572.8935.786間二甲苯/μL0.2320.5811.1612.9035.807乙苯/μL0.2200.5771.1542.8845.768含量/mg0.200.501.002.505.00進樣體積/mL0.200.200.200.200.20進樣含量/μg0.66671.66673.33338.333316.6667注:進樣含量的計算:μg=含量/μg60mL×0.2mL

1.5 樣品制備

取裝有濾紙條的頂空瓶稱重(精確到0.1 mg)，將約0.200 0 g的樣品涂在濾紙條上，擰緊瓶蓋后稱重(精確到0.1 mg)，兩次重量的差值為樣品質量。將樣品置于40 ℃恒溫箱中平衡4 h，用氣密針取0.2 mL頂空氣作氣相色譜分析。

從標準曲線上查得樣品的質量，計算苯、甲苯+二甲苯+乙苯的質量分數：

其中，C1為試樣中苯的質量分數，%；m1為被測樣品中苯的質量，μg；w為樣品的質量,g。

其中，C2為試樣中苯的質量分數，%；m2為被測樣品中甲苯的質量，μg；m3為被測樣品中二甲苯的質量，μg；m4為被測樣品中乙苯的質量，μg；w為樣品的質量，g。

2 基礎實驗

2.1 最低檢出限

檢出限為某特定分析方法的置信度內可從樣品中檢出待測物質的最小量或最小濃度。

筆者用濃度為5.0μg/mL的苯頂空瓶(苯標準曲線的第一個點)，進樣量分別為0.4mL，0.04mL，0.02mL，0.004mL，0.002mL，當進樣量為0.002mL時，未檢出，進樣量為0.004mL時，最低檢出量為0.02μg，所以本方法苯的最低檢出量為0.02μg。

筆者用濃度為3.33μg/mL的甲苯+二甲苯+乙苯頂空瓶(標準曲線上第1點)中的頂空氣進樣，進樣量分別為0.10mL，0.05mL，0.03mL，0.02mL。當進樣量為0.02mL時未檢出，進樣量為0.03mL時，最低檢出量為0.36μg。

因此本方法甲苯+二甲苯+乙苯的最低檢出量為0.36μg。

2.2 精密度

分析方法的精密度是用該方法對某種試樣反復多次測量而得到的數據之間的重復程度，它是衡量分析結果好壞的一個相關尺度。筆者稱醇酸油漆0.200 0g5份，步驟同樣品制備。從5支頂空瓶中各取0.20mL進行測定。測定結果見表3。

表3 精密度檢驗

2.3 準確度

準確度是反映此方法的系統誤差和隨機誤差兩者的綜合指標，它決定著該分析方法的可靠性、準確度，用絕對誤差或相對誤差表示。

準確度的評價方法可以用測量標準物質或以標準物質做回收率測定的辦法，測定的辦法來評價分析方法和測量系統誤差的準確性。

苯、甲苯+二甲苯+乙苯，筆者用測量標準物質和百分回收率測量的方法來評價該分析和測量系統的準確度。

取2支60 mL的頂空瓶，將濾紙條放入頂空瓶內密封，用微量注射器吸取1.37 μg純苯溶液，涂在頂空瓶內的濾紙條上，苯的含量為1.20 mg，放入40 ℃恒溫箱內平衡4 h后，取平衡后的苯頂空氣0.20 mL直接進樣，進行色譜分析。取甲苯2.884 μL,鄰二甲苯2.840 μL,對二甲苯2.893 μL,間二甲苯2.903 μL,乙苯2.884 μL，含量分別為2.50 mg，五種溶液量的和為12.5 mg，放入40 ℃恒溫箱中平衡4 h，取平衡后的頂空氣0.15 mL進樣(應取0.20 mL)，測量值見表4。

表4 準確度檢驗

苯：

絕對誤差=測量值-理論值(真值)=0.12 mg。

甲苯+二甲苯+乙苯：

絕對誤差=測量值-理論值(真值)=0.122 mg。

3 結語

用頂空氣—氣相色譜法測定室內裝飾裝修材料溶劑型涂料中苯、甲苯+二甲苯+乙苯的測定，經過實驗，該方法的靈敏度高，苯的最低檢出量為0.02 μg，甲苯+二甲苯+乙苯的最低檢出限為0.36 μg。該方法的精密度好，稱醇酸油漆0.20 g時，進樣量為0.20 mL，苯的相對標準偏差為0.0%，甲苯+二甲苯+乙苯的相對標準偏差為11.3%，極差為0.1%。準確度高，苯含量為1.20 mg時，相對誤差為9.6%，百分回收率為109.6%。甲苯+二甲苯+乙苯含量為1.25 mg時，相對誤差為9.6%，百分回收率為109.8%。

[1] GB 50325-2010，民用建筑工程室內環境污染控制規范[S].

[2] 中國環境監測總站.環境水質監測質量保證手冊[M].第2版.北京：化學工業出版社，1994.

Research on measurement methods for benzene series in solvent based coating

WANG Yan-juan

(ShanxiBoaoArchitecturalScientificandTechnicalInspectionCo.,Ltd,Taiyuan030025,China)

The paper measures the benzene series in solvent based coating by adopting the headspace-gas chromatographic method, undertakes the quantitative analysis by using the retention time and external standard method, adopts the sample separation by the flame ionization detector (FID), 50 m×0.32 mm×1.0 μm small diameter quartz capillary column, adopts the split sampling and blower tail equipment, and points out the method has higher sensitivity, preciseness and accuracy, so it can be adopted in the measurement of the benzene series in solvent based coating.

headspace-gas chromatographic method, benzene series, solvent based coating

1009-6825(2014)22-0110-03

2014-05-13

王艷娟(1977- )，女，工程師

TU561

A