高效液相色譜法測定合成潤滑油中T501含量應用研究

努爾古麗·馬合買提，趙小峰，濮文華

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司煉油化工研究院，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

所謂的合成油就是把礦物基礎油用酯類或聚烯類來取代,再和添加劑參配，就是合成機油。若是基礎油全用酯類或聚烯類取代，便稱為全合成機油；若只用部分則稱為半合成機油。不管是哪一種合成油都具有超強的氧化穩定性、超凡的抗磨損性能、有效延長發動機使用壽命、對大跨度環境溫度的良好適應性及大大延長換油期的特點，為越來越多的用戶所青睞。因此，我們院科研人員已開始進行解剖研究和研制合成潤滑油的工作。

檢測合成油中添加劑T501含量，對于相關合成油特別是不同種類全合成潤滑油的解剖研究具有主要意義。針對這種情況，我們結合本室的現有條件，建立了《合成油中添加劑T501含量試驗方法-(高效液相色譜法)》[1-3]。該方法6次測得不同濃度合成標油中T501添加劑的濃度與理論值誤差都小于4.0%，極差也都小于標準誤差S的2倍，相對標準偏差RSD小于3.0%，再現性小于5.0%；同時該方法具有分析快速，無任何復雜的樣品前處理直接稱重溶解即可，結果準確可靠，對環境污染小等優點。

建立該方法時，我們進行了調研并做了大量的試驗，保證了結果的準確性，為科研人員解剖或研究合成油攻關項目的順利進行，提供了可靠的保障，具有良好的經濟效益和社會效益。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器由高效液相色譜儀(包括PU-2080高精度輸液泵、7725i手動進樣器、色譜柱、UV-2070高靈敏度紫外檢測器、DG-2080-53在線脫氣器、MX-2080-32高精度混合器、LC-NetII/ADCg高靈敏度信號輸送器、HV-2080-01六通閥)，Jasco-ChromPass 1.8數據處理工作站以及CO-2060高精度柱控溫箱等部分組成。試劑包括乙腈：優級或色譜純；去離子水: 超純水(PURELAB ClafficUV純水器)；T501：2,6-二叔丁基對甲酚(DBPC)對照品(工業用添加劑)。

1.2 色譜條件

色譜柱：C18非極性鍵合相分析色譜柱(250 mm×4.6 mm)；流動相：使用梯度濃度范圍為含水30%的乙腈到100%乙腈的混合溶劑(體積比)，流動相流量為1.0 mL/min；柱溫：40 ℃；檢測波長： 277 nm；保留時間：12.35 min附近。

1.3 試驗方法

準確稱取一定量的試樣，用乙腈溶解并稀釋至10 mL，將一定量的溶液注入到安裝有非極性色譜柱的高效液相色譜儀中，以乙腈和水混合溶劑為流動相，以梯度洗脫方式將含水30%的乙腈洗脫到100%乙腈，將待測組分與油中其他組分進行分離(見圖1)。以紫外檢測器277 nm檢測，用外標峰高或者峰面積法得到合成油溶液待測組分濃度C(g/L)，計算出合成油中添加劑T501的含量。

2 結果與討論

2.1 檢測波長的確定

從紫外分光光度計掃描所得到的T501光譜圖220～420 nm來看，在277.5 nm處有一個很強的特殊吸收峰。T501溶液在液相色譜測定過程中，檢測波長為277 nm時，檢測靈敏度最高，因此選擇277 nm作為T501含量的測定波長，見圖1。

圖1 2,6-二叔丁基對甲酚T501紫外光譜

2.2 柱溫的選擇

柱溫是改變峰間距和改善分離度的很重要的參數之一，影響響應值和保留時間的重復性，為了保證分析方法的準確性和重復性，控制色譜柱的分離溫度是必要的。考慮到色譜柱的受熱溫度和可操作性，采用40 ℃作為試驗溫度，取得了良好的分離效果。

2.3 定性分析

用兩種方法進行定性分析，即①在相同的色譜條件下，將樣品色譜圖和氯標樣色譜圖進行對照，根據保留時間確定合成油中的T501色譜峰；②在不含抗氧化劑的合成油中加入T501，根據峰高的突增來進一步驗證色譜峰的歸屬。通過以上兩種方法，對合成油中的抗氧化劑T501的色譜峰進行定性分析，見圖2和圖3。

圖2 0.05%純T501標準溶液在液相色譜中的分離圖

圖3 含0.03%T501合成油在液相色譜中分離圖

2.4 線性范圍和檢出限

首先配制濃度為5 g/L的T501的乙腈母液。分別量取20 μl、60 μl、100 μl、200 μl、300 μl、400 μl等該母液，用乙腈稀釋至10 mL，充分搖勻，得到濃度分別為0.01 g/L、0.03 g/L 、0.05 g/L、0.10 g/L、0.15 g/L、0.20 g/L的T501標準系列標準溶液，在規定的試驗和色譜條件下進行測定，根據保留時間識別待測T501組分的峰作為依據，用相應色譜軟件，以待測組分峰高Y對相應濃度X進行數據線性回歸分析，建立標準工作曲線，所得到的標準曲線為一條能通過零點的直線，其相關系數達到0.9998以上。回歸方程式為Y=388.12×C(T501濃度 g/L)-0.0161，按3倍檢測器噪音比值計算(最低檢出限計算公式：A=3×電導檢測器噪音/H(峰高)×C(g/L))，得檢出限為0.0080 g/L；按10倍檢測器噪音比計算方法得出最低定量限為0.0027 g/L，結果見表1。

表1 儀器最低檢出限(n=8)

2.5 曲線可靠性考察

為考察標準曲線可靠性，配置0.05 g/L 、0.03 g/L 、0.02 g/L 和0.01 g/L 等已知T501濃度的標準溶液，按規定的色譜條件進行分析，每個樣品進行6次試驗，得到待測溶液中T501的濃度(g/L)，進行測定結果的數據統計分析，考察結果的重復性，見表2。從表2中可以看出，溶液中T501濃度測定結果相對標準偏差(RSD)均小于3.0%，回收率均在97%～103%以內，結果見表2。

表2 實際樣品重復性和回收率

為了進一步考察精密度和準確度，以含有0.2%、0.3%和0.5%的成品合成油為標油，進行重復6次T501含量測定；以這3種標油為基準，各添加0.1%、0.2%、0.5%的T501添加劑，對測定結果進行數據統計分析，考察方法重復性和準確性。其相對標準偏差(RSD)均小于3.0%，回收率均在97%～103%以內，結果見表3。

表3 已知濃度T501溶液測定結果重復性和回收率試驗

2.6 實際樣品分析

在相同色譜條件下，選擇3種不同T501含量的合成油，在相同溫度不同氧化時間下進行氧化試驗，并測定T501含量，考察不同條件下氧化后T501含量變化情況。結果見表4。

表4 實際樣品T501測定結果

2.7 測定結果再現性考察

為了進一步考察精密度和準確度，以含有0.2%、0.3%和0.5%的成品合成油為標油，存放6個月后再進行重復6次T501含量測定，對測定結果進行數據統計分析，考察方法再現性，結果見表5。由表5可以看出，相對標準偏差(RSD)均小于3.0%，相對誤差(RD)在5.0%以內，表明該方法靈敏度高、選擇性好、結果穩定可靠，可用于實際樣品中T501含量測定。

表5 測定結果再現性考察

3 結論

通過大量的分析試驗，考察了方法的精密度，建立了合成油中抗氧化添加劑T501含量的試驗方法，利用液相色譜法對相關合成油尤其是各種性能的合成潤滑油中T501含量進行檢測。另外，通過考察合成潤滑油在不同氧化條件下T501含量的變化情況，可以確定潤滑油的使用壽命，還可以實現對未知合成潤滑油進行輔助解剖和在線檢測等。