高效液相色谱法测定纺织品中苯并三唑类光稳定剂
2014-12-19薛建平
薛建平,蔡 涛,赵 玲
(福建省纤维检验局,福建 福州 350026)
1 前言
2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑是一种具有耐热、耐光、耐碱等优良性能的苯并三唑类光稳定剂,常被添加于纺织材料中制成防紫外线服装、帐篷和太阳伞等[1]。但研究表明,2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑降解性能差,容易在人体中积累,长期接触对人体皮肤产生刺激,引发光敏性反应等,并严重影响多种海洋生物和鸟类的生殖能力[2]。2006年,日本将此物质列入“第一级监控化学物质”。2008年起,日系厂商,包含SONY、MITSUBISHI、Brother集团等,都纷纷将其纳入规范,禁止使用。
目前,测定纺织品中2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑的方法有气相色谱法[3]、气质联用法[4],而高效液相色谱法尚未见相关文献报道。高效液相色谱具有选择性好,检测灵敏度高,无需高柱温等优点,是光稳定剂(或紫外吸收剂)分析领域中应用最广的分析方法[5-7]。该方法采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)测定纺织品中2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑。
2 实验部分
2.1 试剂和材料
试剂:甲醇,乙酸乙酯,丙酮,正己烷均为色谱纯。
标准品:2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑 (CAS号:3846-71-7),纯度为99%。
标准储备液的配制:准确称取适量的2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑,用乙酸乙酯配制成浓度为1000 mg/L的标准储备液。
工作溶液的配制:取标准储备液用乙酸乙酯稀释成0.2mg/L,1mg/L,2mg/L,5mg/L,10mg/L系列标准工作溶液。
2.2 设备和仪器
高效液相色谱仪-二极管阵列检测器(Agilent 1200,美国安捷伦科技公司);超声波发生器(昆山市超声仪器有限公司);真空旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司);有机过滤膜(0.45 µm)。
2.3 实验方法
2.3.1 试样提取
取纺织试样,剪成约5mm×5mm的小片,混匀。从混合样中称取2.0g(精确至0.01g),置于100mL具塞的锥形瓶中,加入30mL乙酸乙酯,于超声发生器中室温下萃取20min,将提取液滤于梨形瓶中,残渣再用20mL乙酸乙酯超声提取5min,合并提取液,经旋转蒸发仪浓缩近干,用乙酸乙酯定容至2mL,过0.45μm有机过滤膜后供色谱分析。
2.3.2 仪器分析
色谱柱:C18柱(250mm×4.6mm,5 µm);柱温:30℃;进样体积:10µL;流动相:甲醇;流速:1.0mL/min;检测器波长:302nm。
3 结果与讨论
3.1 样品提取溶剂选择
通过对阴性纯棉样品添加一定质量浓度标准物质,分别加入30mL甲醇、丙酮、乙酸乙酯和正己烷,然后按2.3.1的提取方法进行处理后,测定目标物的提取率,结果见图1。由图1的数据可知,对于该实验所考察的四种溶剂,乙酸乙酯对纺织品中目标物的提取效率最高,因此该实验将乙酸乙酯作为最终的提取溶剂。
图1 提取溶剂对提取效率的影响
3.2 检测波长的选择
图2 ~3分别为在色谱图的目标物出峰处空白试剂和2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑标准溶液的DAD光谱图。由图可知,空白试剂在190~900nm的波长范围内吸收极低,对目标物不会造成干扰;目标物在204nm,302nm,340nm处均有较强的吸收,吸收的强弱顺序为204nm>302nm>340nm。由于204nm为紫外区域的极限,大多数化合物在此处有强吸收,因此选择302nm为实验的检测波长。
图2 试剂空白的DAD光谱图
图3 2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑标准溶液DAD光谱图
3.3 流动相的选择
试验比较了甲醇-水体系和乙腈-水体系作为流动相的洗脱效果,比较结果见表1。结果可知,在该实验考察的范围内,使用100%甲醇为流动相时,目标物质的峰宽最小,且保留时间最少,有利于提升目标物的灵敏度和提高仪器的分析效率。因此,实验选择100%甲醇作为HPLC流动相。
表1 不同的流动相条件对目标物分析的影响
3.4 流速的选择
对于HPLC,过高的流速会使色谱柱压太高,不利于色谱柱的长期使用,而过低的流速又会导致分析物的峰形变矮、峰宽变宽。该实验考察了0.8mL/min和1.0mL/min两种常用流速对目标物的分析效果的影响,结果发现两种流速下目标物的峰面积相差不大,但使用0.8mL/min流速时,目标物的峰宽较大,峰高较低。当流速设为1.0mL/min时,以100%甲醇为流动相,目标物的色谱图见图4。如图所示,2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑的保留时间为6.810min,峰形对称尖锐。
图4 2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑的液相色谱图
3.5 线性关系与方法检出限
取2.1中的系列标准工作溶液进样分析,以目标物质量浓度为横坐标,峰面积响应值为纵坐标,得线性回归方程为y=50.471x-2.1592,相关系数R2为1.0。结果表明,2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑在0.2~10mg/L范围内目标物的质量浓度与峰面积呈良好的线性关系。以3倍信噪比确定该方法的检出限,向阴性的样品中添加目标物,按优化的实验方法处理后,测得的方法检出限为0.1mg/kg。
3.6 方法的回收率和精密度
向阴性纺织材料中分别添加0.2mg/kg,2mg/kg,10mg/kg含量水平的2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑标准溶液,按该试验方法进行6次加标回收,方法的回收率和精密度结果见表2。由结果所示,目标物的平均回收率为93.1%~105%,相对标准偏差为2.2%~5.3%,在可接受范围之内,满足日常检测的要求。
表2 方法的回收率和精密度试验结果
4 结论
采用高效液相色谱法测定纺织品中2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑含量的方法为:选用乙酸乙酯对纺织品进行超声提取,然后以甲醇为流动相,流速1.0ml/min,在302nm波长下检测。方法的平均回收率为93.1%~105%,相对标准偏差在2.2%~5.3%,方法检出限达0.1mg/kg。该方法检出限低,准确度和精密度均较高,能满足分析检测工作的要求。
[1]Aultz, Daniel E.The Development of a polymerizable Benzotriazole Stabilizer[J].Spec Chem,1996 16(2): 71,73-74.
[2]黄丽华.防紫外合成剂正在污染海洋环境[J].中国环境科学, 2010, 30 (2) : 138.
[3]薛建平,朱峰,涂貌贞.纺织品中的2-(2’羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-苯并三唑含量的气相色谱测定[J].质量技术监督研究, 2012, 22 (4) :18-20.
[4]薛建平.GC-MS测定苯并三唑类紫外线吸收剂[J].印染, 2013, (6) :42-44.
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