顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物

2019年12月02日 标签:


一、简介

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,减少平版印刷对环境和人类健康的影响,改善环境质量,有效利用和节约资源,环保部于2011年制定了印刷行业标准《HJ2503-2011环境标志产品技术要求印刷第一部分:平版印刷》。此标准对平版印刷原辅料和印刷过程中的环境控制、印刷产品的有害物限值做出了规定。其中包括对印刷品中16中挥发性有机物成分做了限定。测试方法按规定依照烟草行业标准《YC/T207-2014烟用纸张中溶剂残留的测定顶空气相色谱质谱联用法》来实施。该标准是烟草行业2014年推出的测定烟用纸张中27种溶剂残留的测试方法标准。本文使用科捷全自动顶空及科捷气质联用仪,建立了一种适用于印刷品中27种有机溶剂残留的气质联用方法,包含了印刷品中规定的16种有机溶剂残留。该方法同样适用于烟草行业烟用包装材料中27种有机溶剂残留的日常检测测定。

二、印刷品中27种溶剂残留物分析仪器与材料准备

1、科捷全自动顶空进样器、科捷气质联用仪(GCMS)

2、试剂与材料

顶空瓶:22mL

顶空瓶毛细管柱:62460m×0.32mm×1.8µm

三乙酸甘油酯色谱纯标液:27种VOCs混标(溶于三乙酸甘油酯),包括甲醇,乙醇,异丙醇,丙酮,正丙醇,丁酮,乙酸乙酯,乙酸异丙酯,正丁醇,苯,1-甲氧基-2-丙醇,乙酸正丙酯,2-乙氧基乙醇,4-甲基-2-戊酮,1-乙氧基-2-丙醇,甲苯,乙酸正丁酯,乙苯,间/对-二甲苯,邻-二甲苯,苯乙烯,2-乙氧基乙基乙酸酯,环己酮,丁二酸二甲酯,戊二酸二甲酯,己二酸二甲酯。5个浓度级别,每个浓度级别5mL,购自科捷(浓度见下表1)。

顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物

三、试样制备样品前处理

取印刷品纸张进行试样制备,裁取面积为20.0cm×5.5cm的试样纸张。试样纸张应从中间位置来制备试样,每个样品制备两个平行试样。试样制备应快速准确,并确保样品不受污染。将所裁试样印刷面朝里卷成筒状,立即放入顶空瓶中,加入1mL三乙酸甘油酯,密封后待测。标准溶液制备抽取空白A4纸,在100ºC下烘烤2h,确保其中的有机溶剂残留挥发干净。按照2.1取样和裁剪,立即放入顶空瓶,加入1mL标准溶液,密封后测定。仪器方法顶空条件平衡温度:80ºC取样针温度:120传输线温度:150平衡时间:45min加压时间:2min进样时间:0.08min高压进样:色谱柱压力22psi;进样压力30psi。

四、顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物实验条件

气质联用条件色谱柱:Elite-624ms60m×0.32mm×1.8µm柱温条件:初始温度40ºC,保持1min,以4ºC/min的速率至200ºC,保持10min进样口温度:180ºC色谱柱流量:1.5mL/min;分流比:20:1传输线温度:220ºC离子源:EI源,200ºC离子化能量:70eV扫描方式:SCAN定性(扫描范围29-350m/z),SIM定量。

顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物

五、结果定性结果:

总离子流色谱图标准YC/T207-2014采用VOC专用柱进行分析,其中乙酸异丙酯和正丙醇,邻二甲苯和苯乙烯两组峰分离情况稍差。而本文采用60mElite-624ms的色谱柱对27种化合物进行分离,得到了比较好的分离效果,其中乙酸异丙酯和正丁醇完全分离,o-xylene(邻二甲苯)与styrene(苯乙烯)未能完全分离。但它们在MS检测器下能分别定性定量,互不干扰,所以不影响检测。

顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物

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标准曲线绘制按2.1标准溶液制备项下方法将不同浓度标液添加入顶空瓶后进行测试并拟合标准曲线(标准要求强制过原点),结果见下表2,相关系数都能达到标准规定的0.995以上。

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下图5~7分别是正丙醇(1-propanol)、苯(benzene)、己二酸二甲酯(dimethyladipate)等3个典型化合物所绘制出的标准曲线。

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实际样品测试本实验测试了2个实际样品,两个样品第1个是某杂志中一页,第2个是某出版社书籍中的一页。按照2.1样品前处理方法,裁剪样品纸张后放入顶空瓶进行测试。下图8-11分别是两个样品的总离子流图及测试结果。

顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物

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顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物

六、顶空-气相色谱质谱联用法分析印刷品中27种溶剂残留物结论

本实验采用科捷顶空及联用,建立了同时测定27种有机溶剂残留的GC-MS方法。并对实际样品进行了测试,效果较好,方法操作简便,定性定量准确,能够适用于印刷品及烟用纸张中溶剂残留的快速分析,为印刷品及烟用纸张的安全性指标检测和评价提供了较好的技术手段。