气相色谱法测定水性涂料中的VOC

时间：2014-11-04

原理

本方法是基于250℃沸点的VOC定义，用带FID检测器的直接进样气相色谱法测定水性涂料中VOC的质量分数。将涂料样品的一部分，溶解在含有已知数量的内标物(己二酸二乙酯,DEA)的合适溶剂中。所得的溶液被注射到气相色谱仪中进行定量。本方法使用6%腈丙苯基/94%二甲基聚硅氧烷为涂层的毛细管柱(RTX-1301)作为基本柱，用己二酸二乙酯(DEA)既作内标物又作为250℃沸点标记物，区分涂料样品中出现的VOC和非VOC物质。在DEA前出峰的物质被区分为VOC，而之后出峰的将被区分为非VOC。VOC的定性是通过已知物质在基本柱上的保留时间数据库(本实验室的数据库)来完成的；VOC的定量是通过用它们在FID检测器上相应的响应因子来完成的。对于那些峰值很小,又没有参照物质来确立相对响应因子的已知或未知的VOC的定量，使用DEA的响应因子来完成。总的VOC的质量分数就是通过将所有检测出来的VOC的质量分数加和计算所得。

气相色谱法测定水性涂料中的VOC气相色谱仪配置

产品名称	型号	规格及说明
气相色谱仪	GC5890C	FID、毛细管进样系统、液晶显示、三阶程序升温、智能后开门
色谱工作站	RXT-1301	（电脑、打印机自配）
色谱柱	HP-5毛细管柱	60 m×0.32 mm×1.0μm毛细管柱
氮氢空一体机	HGT-300	氮气、氢气流量300ml/min，空气流量2L/min

GC5890气相色谱仪技术指标

GC5890C技术参数

控温范围	室温上7℃~400℃（增量0.1℃）
检测限	≤5×10-1２g/s(正十六烷)
程升阶数：	三阶
基线噪声	≤6×10-12A/H
程升速率	0.1℃~50℃/min(增量0.1℃)
线性范围	≥105
稳定时间	<20min

实验条件

1色谱条件

毛细管柱：RXT-1301，60 m×0.32 mm×1.0μm膜厚

记录仪：湖南创特KJ5890工作站

进样器：分流，250℃

检测器：火焰离子检测器(FID)，250℃

柱温：初始温度：100℃，保持1 min，以20℃/min升到250℃，保持20 min

2试剂

乙腈,己二酸二乙酯,乙二醇,1,2-丙二醇,二乙二醇单丁醚,乙二醇丙醚,以上均为分析纯；

样品,内墙乳胶涂料

3 测定方法

3.1样品准备

3.1.1内标物/标记物溶液的准备

称量1.0055 g(精确到0.1 mg)的DEA(纯度>99%,沸点251 ℃,密度1.009 g/mL)到100 mL的容量瓶中,并加入乙腈(ACN)直至刻度线。此内标溶液含有0.01006 g/mL的DEA在ACN中。

3.1.2 样品的准备

精确量取1.0 mL的标记物/内标溶液,加入到一个有螺口盖的小瓶中(15～20 mL体积容量),并加入8 mL的ACN。准确称量1 g(精确到0.1 mg)的充分混合均匀的涂料样品,同样加入该小瓶,盖紧盖并用手或振荡器充分振荡小瓶,使样品中的聚合物和颜填料呈疏松状沉淀下来,同时将被分析物淬取到溶液中。由进样器抽取1μL样品,准备进样。每份准备好的样品溶液应该包含0.010055 g(精确0.001mg）的DEA。

4 结果与讨论

4.1 定性分析

将仪器按照上述条件设置完成,待仪器稳定后,注射内标物/标记物溶液跑空白溶液,直至GC的背景没有干扰峰。将准备好的样品平行进样三次,进行定性分析的同时,为定量分析做准备。4.2 定量分析

从以上数据和数据库定性分析结果为：10个样品中已经确定的物质有：乙二醇,1,2-丙二醇,二乙二醇单丁醚,乙二醇丙醚。

标准校正溶液的配制：按照表3的称样量称取各个标准物,加2 mL ACN溶解,并准确加入1 mL的内标物溶液,摇匀后,准备进样。由峰面积计算出以上物质的校正因子见表4。利用色谱工作站,将定性分析时的谱图调出,利用校正曲线进行定量分析,结果见表5。利用上述试验条件,将不同的样品同时进行了多次平行测定。通过比较得出测定结果的相对平均偏差均≤2%。符合气相色谱所要求的偏差范围≤10%。可见,此方法有较高的测试精度。

结论

利用气相色谱法测定水性涂料中的VOC，做了大量的试验与研究。并对此方法在操作细节上进行了完善和补充。该方法方便,快捷,准确性高，满足了生产监控和新产品开发所需要的数据。

词条
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