HPLC法测试荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3的纯度

宋艳茹，车玉花

（1.浙江传化华洋化工有限公司，浙江杭州 311231；2.吉林石化公司染料厂，吉林吉林 132021）

荧光增白剂OB-1 是优良的口恶唑类荧光增白剂，熔点大于360 ℃，可耐375 ℃高温，是目前荧光增白剂产品中耐热性最好的品种之一。OB-1外观为黄绿色粉末，不溶于水，微溶于乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯等，在其他有机溶剂中溶解度很小[1]；化学性质很稳定，有很好的耐热、耐光和耐氯漂性能，且耐强酸、强碱；光谱最大吸收波长为374 nm，最大荧光发射波长为434 nm。OB-1主要用于高温下各种塑料及塑料制品（例如ABS、PS、HIPS、PA、PC、PP、EVA 和硬质PVC 等）的增白，用量低，适用性强，分散性和增白效果都很好，各种工程塑料在添加OB-1 后白度都会明显提高。由于良好的耐晒、耐氯漂和耐迁移等性能，OB-1 对涤纶纤维的增白效果也很好，并可用于聚酯原液的增白，在回收聚酯纤维废料、瓶片中加入OB-1后，回收料外观质量明显提高，而且回收塑料的色度会变得更加一致。又由于OB-1 的毒性极低，还可用于食品包装用塑料及儿童玩具的增白。

荧光增白剂OB-2、OB-3 是近年来合成的新品种，是和OB-1结构相似的同系物，也是目前荧光增白剂产品中耐热性最好的品种；不溶于水，微溶于乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯等，在其他有机溶剂中溶解度较小；在聚烯烃上的耐迁移性特别好，泛黄点高，但目前还缺乏单独使用的资料。将OB-1、OB-2、OB-3中的2种或3种按一定比例复配制成荧光增白剂，可得到使用范围更广的俗称塑料增白王的KSN 系列产品，所以做好OB-1、OB-2、OB-3 的质量控制，特别是对纯度的控制非常重要。荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3的基本资料[2]见表1。

表1 荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3的基本资料

目前，荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3的纯度和有效成分通常采用反相高效液相色谱法进行测试，使用紫外检测器进行检测，并用峰面积归一化法进行纯度定量。因生产这3 种荧光增白剂的工艺比较相似，生产厂家一般没有独立的工艺来进行区分生产，并且在合成时也有部分以杂质存在的另外一种或两种荧光增白剂。所以，在检测这3种荧光增白剂时，一般都能同时检测出这3 种组分，且这3 种荧光增白剂都是有效成分，故在测试纯度时，常将这3 种成分的总和相加，并作为有效成分来衡量整批的质量。

1 实验

1.1 测定原理

采用反相高效液相色谱法[3]对荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3及其有机杂质进行分离，使用紫外检测器进行检测，荧光增白剂OB-3 的纯度采用峰面积归一化法进行定量。

1.2 仪器和试剂

仪器：高效液相色谱仪（带紫外检测器），色谱柱（不锈钢柱，250.0 mm×4.6 mm，固定相为C18，粒径为5 mm，在保证分离效果的前提下也可采用其他类型的色谱柱），色谱工作站或积分仪，微量注射器或自动进样器，天平（精密度为0.000 1 g），100 mL棕色容量瓶，超声波发生器。

试剂：甲醇（色谱纯），三氯甲烷（分析纯）。

1.3 色谱分析条件

根据不同装置选择最佳分析条件，典型的色谱分析条件为：流动相甲醇与水体积比95∶5，检测波长375 nm，流量1.0 mL/min，进样量5 μL，柱温30 ℃。可根据仪器设备的不同选择最佳分析条件，流动相应用超声波发生器进行脱气。

1.4 测定步骤

称取荧光增白剂试样约0.01 g（精确至0.000 1 g）于100 mL 棕色容量瓶中，加入三氯甲烷溶解并定容，置于超声波发生器充分溶解，取出后摇匀备用。待仪器运行稳定后，用进样器吸取5 mL试样溶液，进样，待组分流出完毕，用色谱工作站或积分仪进行结果处理。在进行测定时应适当避光，避免阳光照射测试样品；测定必须连续操作，不应放置过长时间，以避免样品溶液受光照而影响测定结果。

1.5 结果计算

以OB-3为例，典型的色谱示意图如图1所示。

图1 荧光增白剂OB-3的液相色谱示意图

荧光增白剂OB-3的纯度计算采用峰面积归一化法，按下式进行计算：

式中，wi为荧光增白剂OB-3 的纯度，Ai为试样溶液中荧光增白剂OB-3的峰面积；ΣAi为试样溶液中荧光增白剂OB-3及其有机杂质的峰面积之和。计算结果精确到小数点后两位。荧光增白剂OB-3的有效成分计算采用峰面积归一化法，按下式进行计算：

式中，x1为荧光增白剂OB-3的有效成分，Ai为试样溶液中荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3的峰面积之和；ΣAi为试样溶液中荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3及其有机杂质的峰面积之和。计算结果精确到小数点后两位。

允差：荧光增白剂OB-3 的纯度及有效成分两次平行测定结果之差应不大于0.50%，取其算术平均值作为测定结果。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱及色谱操作条件的确定

为了使样品中的所有组分能够有效分离，需要对色谱操作条件进行优化。条件摸索过程中试用了多根色谱柱，多种流动相配比，最终确定标准中使用的色谱操作条件（具体见表2），分析时间短，各峰能得到有效的分离。

表2 色谱操作条件对比

2.2 检测波长的确定

对各化合物在210～400 nm扫描，结果见图2～4。

图2 荧光增白剂OB-2的紫外吸收光谱图

图3 荧光增白剂OB-1的紫外吸收光谱图

图4 荧光增白剂OB-3的紫外吸收光谱图

为了保证色谱方法中检测波长设置的合理性，采用紫外检测器进行测定，由图2～4 可知，荧光增白剂OB-3的最大吸收波长为376.4 nm，OB-2的最大吸收波长为375.1 nm，OB-1 的最大吸收波长为373.7 nm。通过比较并兼顾主成分及有机杂质的色谱响应，确定以常用波长375 nm作为检测波长。

2.3 样品配制

由于荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3 产品不溶于水，选择乙醇、丙酮、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺等常用溶剂进行溶剂选择实验，结果如表3所示。

表3 荧光增白剂在不同溶剂中的溶解性能

从表3 实验结果可以看出，荧光增白剂在乙醇中的溶解性能很差，在丙酮和N,N-二甲基甲酰胺中有一定的溶解性，在三氯甲烷和苯中的溶解效果最好。考虑到有机溶剂的毒性，本方法采用三氯甲烷溶解样品，配制成合适的浓度进行检测，必要时还需加热进行溶解。

2.4 方法评价

2.4.1 以荧光增白剂OB-3纯度为例的方法评价

制备同一批样品的6 个溶液，按本实验方法进行荧光增白剂OB-3 纯度测定，纯度分别为95.99%、95.88%、95.79%、96.08%、96.02%、95.89%，平均值为95.94%，极差为0.29%，标准偏差为0.11，相对标准偏差为0.11。从以上数据可以看出，在本方法确定的条件下，纯度检测结果具有很好的精密度[4]。

2.4.2 以荧光增白剂OB-3有效成分为例的方法评价

制备同一批样品的6 个溶液，按本实验方法进行测定，纯度分别为99.87%、99.86%、99.86%、99.84%、99.86%、99.85%，平均值为99.86%，极差为0.03%，标准偏差为0.01，相对标准偏差为0.01。从以上数据可以看出，在本方法确定的条件下，有效成分检测结果具有很好的精密度。

3 结论

用反相高效液相色谱法对荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3 及其有机杂质进行分离，使用紫外检测器进行检测，荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3的纯度采用峰面积归一化法进行定量。检测条件为：流动相甲醇、水体积比95∶5，检测波长375 nm，用三氯甲烷溶解样品，必要时需加热溶解。该测试方法操作简便、重现性好，准确度、精密度高，可以满足荧光增白剂OB-1、OB-2、OB-3产品的检测要求，易于生产和使用单位对这类荧光增白剂产品进行质量控制。