熒光增白劑ER系列產(chǎn)品的HPLC分析

宋艷茹 黃 瑋

（浙江傳化華洋化工有限公司，杭州，311231）

熒光增白劑是一種能發(fā)出熒光的特殊染料，其品種很多，其中苯乙烯型熒光增白劑因其性能優(yōu)異，價(jià)格低廉等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、涂料、洗滌劑等行業(yè)。熒光增白劑ER（C.I.199，ER-I）屬于該類熒光增白劑，它具有耐高溫、耐氯漂、耐光照、耐堿等優(yōu)點(diǎn)，增白效率是傳統(tǒng)的滌綸用熒光增白劑DT（屬于雙苯并噁唑型）的10倍左右，在熒光增白劑中占有重要的地位[1-3]。以熒光增白劑ER（C.I.熒光增白劑199）為主體結(jié)構(gòu)存在多個(gè)同分異構(gòu)體[4]，目前形成規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用的主要有五個(gè)結(jié)構(gòu)，見表1。由于結(jié)構(gòu)具有相似性，當(dāng)它們混合使用時(shí)具有較好的復(fù)配增效作用和良好的色光，增白效果也能得到明顯改善[5]。

因?yàn)闊晒庠霭讋〦R系列產(chǎn)品或它們的復(fù)配物對聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料制品具有很好的增白效果，能明顯提高制品的檔次，現(xiàn)在涂料行業(yè)也廣泛使用。近年來，這類產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)越來越多，產(chǎn)量也逐年增加。已成為熒光增白劑的重要品種之一。

熒光增白劑ER系列產(chǎn)品的純度如何，是評價(jià)工藝合成和產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)。本文采用高效液相色譜法測定熒光增白劑ER系列產(chǎn)品中的有效成分和主含量，該方法操作簡單，準(zhǔn)確度高，生產(chǎn)和使用單位易于對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量控制。

表1 熒光增白劑ER系列產(chǎn)品Tab.1 Optical brightening agents ER series

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 測定原理

采用正相高效液相色譜法對熒光增白劑ER系列產(chǎn)品及其有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)行分離，使用紫外檢測器進(jìn)行檢測，熒光增白劑ER系列產(chǎn)品的有效成分及主含量采用峰面積歸一化法定量。

1.2 儀器和設(shè)備

儀器和設(shè)備應(yīng)符合以下要求：

a)高效液相色譜儀：帶紫外檢測器；

b) 色譜柱：250 mm×4.6 mm，Lichrospher 100 CN（10 μm）氰基柱，粒徑10 m。在保證分離效果的前提下，也可采用其他類型的色譜柱；

c)色譜工作站或積分儀；

d)微量注射器或自動進(jìn)樣器；

e)天平：感量 0.0001g；

f)容量瓶：棕色，10 mL；

g)超聲波發(fā)生器。

1.3 試劑和材料

試劑和材料應(yīng)符合以下要求：

h)正己烷：分析純；

i)二氧六環(huán)：分析純。

1.4 色譜分析條件

根據(jù)裝置不同選擇最佳分析條件，典型的色譜分析條件如下：

j)流動相：正己烷與二氧六環(huán)的體積比為85∶15；

k)檢測波長：370 nm；

l)流速：2.0 mL/min；

m)柱溫：40 ℃；

n)進(jìn)樣量：5 L。

可根據(jù)儀器設(shè)備不同，選擇最佳分析條件，流動相應(yīng)先用0.45 m濾膜過濾，再用超聲波發(fā)生器進(jìn)行脫氣。

1.5 測定步驟

稱取熒光增白劑試樣約0.01 g（精確至0.0001 g）置于10 mL容量瓶中，加入二氧六環(huán)溶解。待充分溶解后，再用二氧六環(huán)稀釋至刻度，搖勻備用。待儀器運(yùn)行穩(wěn)定后，用進(jìn)樣器吸取5 L進(jìn)樣，待組分流出完畢，用色譜工作站或積分儀進(jìn)行結(jié)果處理。

注：在進(jìn)行測定時(shí)，應(yīng)適當(dāng)避光，避免陽光照射測試樣品，測定必須連續(xù)操作，不應(yīng)放置時(shí)間過長，以避免樣品溶液受光照而影響測定結(jié)果。

1.6 色譜示意圖

典型的色譜示意圖如圖1所示。

圖1 ER系列產(chǎn)品的混合樣品分離圖Fig.1 Chromatograms of the mixed samples of optical brightening agents ER series

1.7 結(jié)果計(jì)算

采用峰面積歸一法，有效成分含量、熒光增白劑ER-Ⅰ含量、熒光增白劑ER-Ⅲ含量以wi計(jì)，按式（1）計(jì)算：

式中：Ai——試樣溶液中熒光增白劑ER-Ⅰ、熒光增白劑

ER-Ⅱ、熒光增白劑ER-Ⅲ的峰面積數(shù)值；

ΣAi——試樣溶液中熒光增白劑ER-Ⅱ及其各有機(jī)

雜質(zhì)的峰面積數(shù)值之和。

計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

有效成分指熒光增白劑ER系列的液相純度的總和，包括熒光增白劑ER-I、熒光增白劑ERII、熒光增白劑ER-III、熒光增白劑ER-IV、熒光增白劑ER-V、熒光增白劑ER-VI六種異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的熒光增白劑的含量。

熒光增白劑ER系列產(chǎn)品的液相含量，除主含量外，其他幾個(gè)同分異構(gòu)體也是存在的，它們存在的原因，有的是因?yàn)楹铣傻闹虚g體酯化物里合成出了副產(chǎn)的中間體酯化物[6]，也有的是因?yàn)樯a(chǎn)緊張共用一個(gè)合成反應(yīng)釜，使得人為產(chǎn)生了其它的異構(gòu)體。之所以稱之為有效含量，是因?yàn)樗麄兓旌虾蟊葐我坏募兤吩谀承╊I(lǐng)域里應(yīng)用時(shí)增白的效果有提升，甚至有時(shí)候大大提升。

2 結(jié)果與討論

2.1 定量方法的確定

熒光增白劑ER系列產(chǎn)品采用液相色譜峰面積歸一化法定量熒光增白劑ER的有效成分含量及各組分含量。

2.2 色譜柱及色譜操作條件的確定

在分析研究過程中，根據(jù)熒光增白劑ER產(chǎn)品的物化性質(zhì)，確定了采用正相液相色譜分離熒光增白劑ER中各組分。通過對流動相中溶劑組分配比、流速、色譜柱以及柱溫色譜條件的選擇（見表2），確定了該測試的色譜分析條件。

表2 色譜條件選擇Tab.2 Conditions of the chromatographic analysis in sample tests

由表2中的結(jié)果可以看出，采用Lichrospher 100 CN（10um）氰基柱，粒徑 10 m， 4.6 mm ×250 mm規(guī)格的色譜柱，在正己烷與二氧六環(huán)的質(zhì)量比為 85∶15作為流動相，柱溫在 40℃，流速 2.0 mL/min的條件下，各個(gè)組分的分離情況較好，且20 min完成試樣中所有組分的采集。

2.3 檢測波長的選擇

各產(chǎn)品的最大吸收波長見表3。綜合各組分的最大吸收波長，確定了本方法中檢測波長采用370 nm。

表3 熒光增白劑ER系列產(chǎn)品Tab.3 The maximum absorption wavelengths of the optical brightening agents ER series

2.4 方法評價(jià)

2.4.1 熒光增白劑有效成分和主含量的方法評價(jià)

熒光增白劑ER系列產(chǎn)品的有效成分，是指樣品中存在的ER-I ER-II ER-III ER-IV ER-V這五個(gè)組份的含量之和。熒光增白劑ER系列產(chǎn)品的主含量，是樣品中的主要組份的純度。

下面以熒光增白劑ER-II為例闡述方法的精密度。制備同一批ER-II樣品的6個(gè)溶液，按本文2中實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定，計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 測試方法精密度Tab.4 Precision of the sample testing method

從表4中數(shù)據(jù)可以看出，在本方法確定的條件下，有效成分、主含量及各副產(chǎn)物的檢測結(jié)果具有很好的精密度。

3 結(jié)論

熒光增白劑ER系列產(chǎn)品采用液相色譜峰面積歸一化法定量熒光增白劑ER的有效成分含量及各組分含量，該方法重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確性高，操作簡便，可以滿足熒光增白劑ER系列產(chǎn)品的檢測要求。