非離子表面活性劑中環氧乙烷殘留量測定

寧巧玉，蔡蔚婷，凌麗君

（上海天祥質量技術服務有限公司，上海200233）

檢測技術

非離子表面活性劑中環氧乙烷殘留量測定

寧巧玉，蔡蔚婷，凌麗君

（上海天祥質量技術服務有限公司，上海200233）

建立了非離子表面活性劑中環氧乙烷殘留量的頂空氣相色譜-質譜（HS-GC/MS）分析方法，樣品經80℃、60 min頂空加熱平衡后進行GC/MS分離檢測和外標法定量。該方法對環氧乙烷的定量限（LOQ）為0.25 mg/kg，在0.25～10 mg/kg濃度范圍內線性良好，方法精密度3.4%～8.7%。結果顯示，該方法具有準確靈敏和簡單快速等特點，將其應用于表面活性劑檢測可取得良好效果。

頂空；氣相色譜-質譜；環氧乙烷

0　引言

非離子表面活性劑在水中不離解成離子，相對于其他幾種表面活性劑具有很多優越的性能，應用非常廣泛，是僅次于陰離子表面活性劑的另一大類表面活性劑［1］。同時，環氧乙烷還是合成非離子表面活性劑的一種重要原料，可能會因反應不完全殘留在表面活性劑中。環氧乙烷是一種具有毒性的致癌物質，而目前國家尚無檢測表面活性劑中環氧乙烷的測試方法，亟需建立一種快捷、準確的方法來檢測其殘留量具有重要的實際意義，不僅有利于生產企業提高產品質量，而且對改進生產工藝也有指導作用。

頂空氣相色譜法是測定VOC濃度的一種常用方法，該方法無需復雜的前處理，適用于任何基質樣品，操作簡單，對分析人員健康危害較小。本文基于此利用靜態頂空方法與氣相色譜質譜聯用（HS-GC/MS）建立了一種準確簡單的測量方法。

1　試驗

1.1儀器與試劑

儀器Agilent 6890/5975氣相色譜—質譜聯用儀，Agilent G1888自動頂空進樣器，20 mL頂空瓶（Agilent公司）。

試劑甲醇（色譜純），環氧乙烷（Accustandard）5 000 mg/L水溶液。

1.2標準溶液的配制

表1　各標準工作溶液配制

1.3標準曲線的繪制

分別移取A、B、C、D和E標準工作溶液各20μL置于頂空瓶中，頂空瓶中環氧乙烷的質量分別為0.5、2、4、10和20 μg。

1.4試驗條件

（1）頂空條件

頂空平衡溫度為80℃，頂空平衡時間為60min，GC循環時間為18min。樣品瓶加壓平衡時間為0.2 min，定量環平衡時間為0.05 min，進樣時間為1 min。

（2）色譜條件

色譜柱：DB-VRX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度200℃。

載氣：高純氦，流量為1.0 mL/min。分流比：10∶1。

升溫程序：40℃，5 min。

（3）質譜條件

離子源：電子轟擊（EI）離子源，電離能量為70 ev，離子源溫度為230℃；四極桿溫度為150℃；傳輸線溫度為280℃。

掃描模式：Scan/Sim。

1.5樣品前處理與測定

稱取2 g樣品（精確至0.001 g）置于20 mL頂空瓶中，迅速加蓋密封。在頂空平衡溫度為80℃的條件下平衡60 min，GC/MS測定。

2　結果與討論

2.1試驗條件的選擇

2.1.1頂空平衡溫度

分別稱取2 g樣品置于4只20 mL的頂空瓶中，固定頂空平衡時間為60 min，在60、80、100和120℃的平衡溫度下，考察平衡溫度對環氧乙烷響應值的影響，結果見圖1。

由圖1可以看出，隨著平衡溫度的升高，響應信號也隨之增加，主要因為溫度越高，蒸氣壓越高，頂空氣體的濃度越高，分析靈敏度就越高。但是過高的平衡溫度可能導致某些組分的分解和氧化（樣品瓶中有空氣），還可能引發頂空氣體壓力太高，過高的頂空氣體壓力會對下一步加壓提出更高的要求，從而導致儀器系統的漏氣。因此，在滿足靈敏度的前提下，本方法選擇了較低的平衡溫度80℃。

2.1.2頂空平衡時間

固定平衡溫度為80℃，考察了頂空平衡時間分別為20、30、40、50、60、70和80 min時對響應信號的影響，結果見圖2。

由于平衡時間取決于被測組分分子從樣品基質到氣相的擴散速度，擴散速度越快，所需平衡時間越短。由圖2可以看出，環氧乙烷在20～80 min不同的平衡時間下，響應信號在平衡時間達到60 min后沒有明顯增強，說明樣品在60 min時已基本達到平衡，故選擇60 min作為平衡時間。

2.1.3樣品量

在20 mL頂空瓶中，固體樣品的質量越大，氣固兩相體積比越小，即氣體體積變小，固體體積變大。隨著固體中殘留溶劑揮發至氣相中，使頂空氣體中溶劑的含量變大，從而使測量結果隨之增大，當質量增加到一定值后響應信號趨于穩定，這可能是由于頂空氣體已達到飽和的原因。分析顯示，樣品體積的上限是充滿樣品瓶容積的80%，以便有足夠的頂體積便于取樣。一般樣品體積應小于樣品瓶容積的50%，本方法中樣品量為2 g。

2.1.4色譜條件

選擇Agilent DB-VRX（30m×0.25mm×0.25μm）氣相色譜柱，經過對初始溫度、程序升溫的優化，整個分析過程在10 min內完成，環氧乙烷的保留時間為2.095 min，選擇29（m/z）為目標離子，44、43和42 （m/z）為定性離子，測試結果見圖3。

表2　方法的線性和定量限

表3　方法的精密度

2.2方法的線性關系和定量限

按照1.3配制標準工作溶液，并繪制標準工作曲線，結果見表2。該方法的定量限為0.25 mg/kg。

2.3方法的精密度

按照以上測試方法，考察了4個陽性樣品的精密度（n=6），結果見表3，樣品的精密度RSD為3.4%～8.7%，精密度良好。

3　結論

綜上所述，本文建立的頂空—氣質聯用測定表面活性劑中環氧乙烷的殘留量檢測方法，樣品前處理簡單，方法線性良好，精密度高，快速靈敏，進一步完善了表面活性劑中有毒有害物質的檢測方法。由于環氧乙烷是沸點極低的化合物，所以在收到樣品后要盡快完成測試。此外，平衡時間和平衡溫度等參數都會對測試結果產生影響，故檢測方法的統一對檢測結果的一致性有著關鍵作用，應避免因方法不同造成檢測結果差異，從而影響進出口貿易并給企業帶來損失，本方法可供企業作為表面活性劑中環氧乙烷殘留量測定的參考方法。

Determination of residual amount of ethylene oxide in non-ionic surfactants

NING Qiaoyu，CAI Weiting，LING Lijun
（Intertek Testing Service Ltd Shanghai，Shanghai 200233，China）

The method for the headspace gas chromatography-mass spectrometry（HS-GC/MS）in nonionic surface active agent is established.After the heat balance under the condition of 80℃and 60 min，samples are separated and detected in GC/MS and the external standard method is performed.In the concentration range of 0.25～10 mg/kg，the method has a good linearity.In this method the limit of quantification（LOQ）of ethylene oxide is 0.25 mg/kg and the precision 3.4%～8.7%.The result shows that the method is accurate，sensitive，simple and rapid and has good result in the area of surface active agent detection.

headspace，gas chromatography-mass spectrometry，ethylene oxide

TS107

A

1001-7046（2016）04-0018-03

2016-07-19

寧巧玉（1981-），女，工程師，主要從事分析檢測工作。