皮革復(fù)鞣劑和復(fù)鞣助劑中微量萘定量檢測方法研究

王黎，楊桂英，康俊濤

（四川德賽爾新材料科技有限公司 院士專家工作站，四川 德陽 618000）

前言

萘是工業(yè)上最重要的多環(huán)芳烴，主要用于生產(chǎn)苯酐、各種萘酚、萘胺等。以萘為原料，經(jīng)過磺化、硝化、還原、胺化、水解等單元操作，可制得多種中間體。可用于制造染料中間體、樟腦丸和木材保護(hù)劑等，在皮革復(fù)鞣劑和復(fù)鞣助劑中也經(jīng)常會用到。例如皮革復(fù)鞣劑DESOATEN SAT 主要成分的合成反應(yīng)示意圖如圖1：

精萘先與硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)，生成萘磺酸，萘磺酸隨后與雙酚S、甲醛發(fā)生縮聚反應(yīng)，經(jīng)后處理復(fù)配成皮革復(fù)鞣劑DESOATEN SAT。未磺化的微量精萘，可能會再與甲醛縮聚反應(yīng)結(jié)束后，部分殘余在產(chǎn)品中。

精萘與硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)，產(chǎn)物萘磺酸與甲醛縮聚，經(jīng)后處理復(fù)配成皮革復(fù)鞣助劑分散單寧DESOATEN NOP。同樣，未磺化的微量精萘可能會在與甲醛縮聚反應(yīng)結(jié)束后，部分殘余在產(chǎn)品中。DESOATEN NOP 主要成分的反應(yīng)示意圖如圖2 所示：

萘已作為多環(huán)芳烴中的一種列入ZDHC 生產(chǎn)限用物質(zhì)清單版本2.0 中，在皮革中的限值為300 mg/kg。所以研究并建立皮革鞣劑中微量萘含量的測定方法來控制鞣劑中殘留萘含量非常有必要。

現(xiàn)階段，萘含量的測試方法主要有測煤氣組分的氣相色譜法、苦味酸法[1]，測精萘和工業(yè)萘的氣相色譜法[2]（見標(biāo)準(zhǔn)HS/T 23-2009）和測水樣的熒光光譜法[3]。氣相色譜法對于制革復(fù)鞣劑這種組分復(fù)雜的樣品不能直接測試，檢出精度也只能達(dá)到0.5%，苦味酸法檢出限很高，熒光光譜設(shè)備不常見，操作復(fù)雜，均不適用于皮革鞣劑中微量萘含量的測定。

2 儀器與試劑

Waters 高效液相色譜儀（包括Waters 1525 Binary HPLC Pump；Waters2489紫外/可見光檢測器；Waters2707自動進(jìn)樣器）

甲醇：色譜純

萘：色譜純，做標(biāo)樣用

水：超純水

3 實(shí)驗(yàn)方法的選擇

本實(shí)驗(yàn)以色譜柱Waters Symmetry C18 5μm 4.6×250 mm Column，帶Waters C18 預(yù)柱以及紫外檢測器為基礎(chǔ)，對實(shí)驗(yàn)波長、流動相的比例、流動速率等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了選擇。

3.1 波長的選擇

文獻(xiàn)資料[4]顯示萘含量的測試波長為254nm；對萘標(biāo)準(zhǔn)溶液在200～400nm 范圍內(nèi)進(jìn)行譜圖掃描，發(fā)現(xiàn)萘在275nm 和265nm 處有明顯的吸收峰。

本次試驗(yàn)中，其他條件不變，調(diào)整波長分別為254 nm、265 nm 和275 nm 進(jìn)行含萘樣品的測試，發(fā)現(xiàn)萘的出峰位置變化較小且樣品能達(dá)到較好分離效果。但是在275 nm 下的萘吸收峰峰面積最大，檢出限最低，故本次試驗(yàn)選擇275 nm 作為萘的吸收波長。不同波長下測試同一樣品（樣品加20 μg/ml 萘標(biāo)液）出峰結(jié)果見表1。

表1 不同波長下同一濃度萘標(biāo)液出峰情況比較

3.2 流動相比例的選擇

以甲醇和水為流動相，對萘標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測試，多種比例的流動相下萘的出峰良好，選擇性強(qiáng)。但是對可能含萘的皮革復(fù)鞣劑樣品進(jìn)行進(jìn)樣發(fā)現(xiàn)峰分離較差。

本次試驗(yàn)中，其他條件不變，調(diào)整流動相的比例分別為等度洗脫甲醇：水為100∶0；90∶10；80∶20；70∶30；65∶35 以及梯度洗脫進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)甲醇∶水=70∶30 時(shí)樣品分離度達(dá)到最好，萘的出峰位置受樣品中其他峰干擾小，繼續(xù)增加流動相中水的比例則出峰時(shí)間會晚很多，所以本實(shí)驗(yàn)采用流動相為甲醇：水=70∶30 進(jìn)行測試。

3.3 流速的選擇

流速增加后，樣品保留時(shí)間縮短，但是系統(tǒng)壓力會升高，高壓對泵系統(tǒng)長期運(yùn)行不利，綜合流速對保留時(shí)間和峰面積的影響結(jié)果分析，選用流速為1.2mL/min，萘的保留時(shí)間約12 min，見圖3。

4 樣品測試

4.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取0.02 g 萘用甲醇溶解定容稀釋至100 mL，此溶液中萘含量為200 μg/mL。分別取0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、3 mL、5 mL、10mL此標(biāo)液用流動相稀釋至50mL，用針頭過濾器過濾后按以上條件用HPLC 檢測，記錄峰面積，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表2 標(biāo)樣濃度與峰面積對照表

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，萘含量在0.8～40 μg/mL范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線為y=15748x+4813.9,R2=0.9998。峰面積與樣品濃度間線性相關(guān)性良好。

4.2 樣品溶液的配制與測定

對德賽爾產(chǎn)品DESOATEN SAT 和DESOATEN NOP 進(jìn)行測試。準(zhǔn)確稱取樣品并用流動相稀釋約5 倍（若萘含量較高可適當(dāng)增加稀釋倍數(shù)≥5 倍），準(zhǔn)確記錄稀釋前后質(zhì)量，計(jì)算稀釋倍數(shù)。樣品用針頭過濾器過濾后，用液相色譜進(jìn)行測定，結(jié)果見圖4 和圖5。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查詢其峰面積對應(yīng)的萘含量，乘以稀釋倍數(shù)即為樣品中萘含量。

樣品DESOATEN SAT 某批次測試結(jié)果為7.5 mg/kg,樣品DESOATEN NOP 某批次測試結(jié)果為16.9 mg/kg,各產(chǎn)品中萘含量殘留都保持在較低的水平。測試譜圖表明，該方法對于皮革復(fù)鞣劑和復(fù)鞣助劑樣品萘的吸收峰都能得到較好的分離。

4.3 回收率和精密度

分別在稀釋后的樣品DESOATEN SAT 和DESOATEN NOP(稀釋后萘含量約1 μg/mL)中添加萘標(biāo)液，配制成3 個(gè)濃度水平的加標(biāo)樣品，每個(gè)濃度水平重復(fù)測定6 次，計(jì)算回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。DESOATEN NOP 加標(biāo)譜圖見圖6，結(jié)果如表3 所示，回收率范圍為:82.6～106.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為：1.29%～6.54%。回收率和精密度均能滿足定量要求。

表3 樣品中的加標(biāo)回收率和精密度（n=6）

5 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究用高效液相色譜儀進(jìn)行皮革復(fù)鞣劑和復(fù)鞣助劑中微量萘含量的測試，通過一系列的實(shí)驗(yàn)來對液相色譜的條件進(jìn)行選擇和優(yōu)化，最終得到以下色譜條件為最優(yōu)方案。

該方法萘的線性相關(guān)性良好，檢出限低，方法準(zhǔn)確、簡便，可作為皮革復(fù)鞣劑和復(fù)鞣助劑產(chǎn)品的中控手段。