HPLC-ELSD測定酚醛酰胺固化劑中致敏物殘留

李 鑫

（卡德萊化工（珠海）有限公司，廣東 珠海 519050）

0 引 言

酚醛酰胺固化劑不僅具有酚醛胺固化劑超快固化和優(yōu)異抗腐蝕性的特點，還具有典型聚酰胺的韌性，較長再涂周期，以及顏色穩(wěn)定等特點。集這兩種性能于一身的酚醛酰胺固化劑可廣泛用于船舶、海洋、防護(hù)和工業(yè)涂料方面。間苯二甲胺[1-2]（MXDA）和三乙烯四胺（TETA）在酚醛酰胺固化劑的生產(chǎn)過程中起固化作用，由于過量添加，反應(yīng)不完全，固化劑中會殘留少量未反應(yīng)的MXDA和TETA，二者均屬腐蝕性物質(zhì)，對人的皮膚和粘膜可產(chǎn)生強烈刺激作用，引起過敏反應(yīng)。隨著工業(yè)的發(fā)展，酚醛酰胺固化劑使用量增加，對施工人員的健康造成嚴(yán)重影響；因此，需降低產(chǎn)品中游離的MXDA和TETA含量，兩種物質(zhì)含量越低越有競爭力。目前尚未見到有關(guān)MXDA和TETA的檢測分析報道。由于TETA無紫外吸收，所以采用通用型蒸發(fā)光散射檢測器[3-8]（evaporative light-scattering detector，ELSD），用高效液相色譜法（HPLC）對酚醛酰胺固化劑中殘留的MXDA和TETA含量進(jìn)行分析檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

Nexera UHPLC LC-30AD四元低壓梯度超高效液相色譜系統(tǒng)（日本島津公司），包括ELSD-LT II低溫型蒸發(fā)光散射檢測器，CTO-30A色譜柱恒溫箱和Labsolution工作站；高純氮氣（99.999%，廣東省珠海市斗門區(qū)空分設(shè)備有限公司）；電子天平（AL204，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；超聲波清洗器（HS-2060A，天津恒奧科技發(fā)展有限公司）。

乙腈（≥99.9%，HPLC級，德國默克公司）；三氟乙酸（TFA，99.5%+，HPLC級，阿法埃莎（天津）化學(xué)有限公司）；蒸餾水（屈臣氏集團(tuán)（香港）有限公司）；MXDA（＞99%，美國西格瑪奧德里奇公司，日本生產(chǎn)）；TETA（≥97.0%，美國西格瑪奧德里奇公司，瑞士生產(chǎn)）；酚醛酰胺固化劑（自制）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別準(zhǔn)確稱量MXDA和TETA各100 mg于10mL容量瓶中，加乙腈稀釋至刻度，配制成10mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，4℃避光保存，待用。將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用乙腈稀釋成系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，用于制作標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.3 樣品準(zhǔn)備

從車間抽取2個不同型號的酚醛酰胺固化劑產(chǎn)品各3批，共6個樣品。按測試需要準(zhǔn)確稱取樣品于10mL容量瓶中，加乙腈稀釋至刻度，超聲波振蕩溶解后，用0.22μm微孔有機濾膜過濾后裝瓶待測。

1.4 色譜條件

色譜柱：Primesep 200色譜柱（150mm×4.6mm×5μm，美國SIELC公司）；柱溫：40℃。流動相：流動相A為乙腈，流動相B為純水溶液，流動相C為0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的TFA水溶液。梯度洗脫條件：0～10min，A∶B∶C=20∶48∶32～20∶24∶56（ν∶ν∶ν）；10～12min，A∶B∶C=20∶24∶56～100∶0∶0（ν∶ν∶ν）；12～25min，保持在 A∶B∶C=100∶0∶0（ν∶ν∶ν）。流速 0.5mL/min；進(jìn)樣量 5μL。低溫蒸發(fā)光散射檢測器的檢測條件：漂移管溫度為30℃，載氣為高純氮氣，載氣壓力為350 kPa，增益為1。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜分離條件的建立

2.1.1 色譜柱的選擇

實驗分別考察了Waters XTerra MS C18、Shimpack XR-ODS III和Primesep 200[9-10]3種色譜柱，通過比較發(fā)現(xiàn)Primesep 200色譜柱比其他兩種更適合于堿性化合物的分離。

2.1.2 流動相的選擇

實驗分別考察了反相色譜常用的有機相溶劑（甲醇和乙腈）與水的混合體系為流動相以及在流動相中分別添加0.3%TFA和0.5%TFA對MXDA和TETA的峰形和靈敏度的影響。結(jié)果表明，無論在水中加0.3%TFA 還是 0.5%TFA，都以乙腈∶水=20∶80（ν∶ν）時，兩種胺的峰型最完美，沒有前后拖尾，保留時間和靈敏度合適。但是這兩種體系下，兩種殘留胺都不能被有效分離。因為是低溫ELSD檢測器，改變漂移管的溫度和流動相的比例對保留時間的影響較小，所以嘗試通過改變酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度來分離這兩種游離胺。經(jīng)過反復(fù)試驗，水中TFA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度為0.2%～0.35%時，MXDA和TETA的分離效果最好，靈敏度最高，保留時間最短。

2.1.3 柱溫和流速的選擇

研究表明，溫度對化合物的保留因子、分離度和柱效有一定的影響。實驗考察了柱溫（30，35，40，45，50℃）對各色譜峰的分離度、靈敏度以及保留時間的影響。結(jié)果表明，隨著柱溫升高，兩種待測物的檢測靈敏度增加，色譜峰的保留時間縮短，分離度降低，超過45℃即影響基線分離。所以在不影響分離的基礎(chǔ)上，實驗選擇色譜柱溫度為40℃。

實驗考察了流速（0.3，0.5，0.8，1.0mL/min）對 MXDA和TETA的分離度、靈敏度以及保留時間的影響。結(jié)果表明，隨著流速的降低，兩種殘留胺的靈敏度和分離度均有一定程度的提高，但是保留時間相對延長，當(dāng)流速降到0.5mL/min時，兩種游離胺剛好達(dá)到基線分離；流速繼續(xù)降低，MXDA和TETA的保留時間延長，靈敏度降低，影響快速分離。實驗最終選擇0.5mL/min為最佳流速。

綜合分析，采用1.4的色譜條件時的分離效果最佳。

2.2 方法學(xué)驗證

2.2.1 方法的線性相關(guān)性

將MXDA和TETA的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，用乙腈逐級稀釋成質(zhì)量濃度為 0.05，0.1，0.5，1，5，10，15mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照1.4的色譜條件檢測，用Labsolution工作站分析結(jié)果。根據(jù)日本島津公司ELSD-LT II低溫型蒸發(fā)光散射檢測器原理，本檢驗方法峰面積與被測物質(zhì)量濃度的關(guān)系是分別取自然對數(shù)后成線性，所以以峰面積的自然對數(shù)（ln Y）為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度的自然對數(shù)（ln X）為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸，結(jié)果見表1。以3倍信噪比（S/N=3）確定檢出限均為0.05mg/mL，結(jié)果表明該方法具有良好的線性相關(guān)性。

表1 MXDA和TETA的線性回歸方程、線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)和檢出限1）

2.2.2 方法的回收率與精密度

在1#酚醛酰胺固化劑樣品中，分別加入3個質(zhì)量濃度水平（0.5，1，5mg/mL）的 MXDA 和 TETA，按照1.4的色譜條件進(jìn)行檢測，每個水平重復(fù)6次，結(jié)果如表2所示。MXDA和TETA的平均回收率為98.3%～101.7%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.55%～2.65%，表明該測定方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度。

表2 MXDA和TETA在酚醛酰胺固化劑中的平均加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）

2.3 實際樣品的檢測

從車間抽取2個不同型號的酚醛酰胺固化劑產(chǎn)品各3批，共6個樣品，每個樣品平行測定2次，結(jié)果取平均值，見表3。分析結(jié)果表明，使用本測試方法，兩個型號的酚醛酰胺固化劑產(chǎn)品中待檢測物均分離良好（見圖1），檢測結(jié)果準(zhǔn)確度高，且均滿足公司內(nèi)控指標(biāo)致敏胺的殘留量小于1%的要求。

3 結(jié)束語

本文建立了用酸濃度梯度法同時分離測定酚醛酰胺固化劑中致敏物MXDA和TETA殘留量的高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測方法。研究結(jié)果表明，該方法快速、準(zhǔn)確，且重現(xiàn)性、穩(wěn)定性、分離效果均能滿足產(chǎn)品的檢驗要求，是一種可行的、較為理想的分析酚醛酰胺固化劑中致敏胺殘留的方法。

表3 2個不同型號酚醛酰胺固化劑樣品中MXDA和TETA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 %

圖1 MXDA和TETA混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和2個不同型號酚醛酰胺固化劑樣品的色譜圖

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