顶空—气相色谱法测定聚乙烯醇缩丁醛中二乙基己烯醛含量

2020-10-16汪丽

安徽化工 2020年5期

汪丽

（安徽皖维高新材料股份有限公司，安徽巢湖238000）

聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂具有良好的成膜性、耐水性和韧性。用PVB制成的膜片透明、抗老化、拉伸和粘合性强，具有较高的耐冲击、耐碱性、耐热性、耐寒性等，主要用于安全玻璃夹层、包装纸盒内层、涂料、胶黏剂、陶瓷原料等，随着技术进步和成本降低，前景看好。

在PVB合成反应过程中原料丁醛会发生少量的自聚反应，生成二乙基己烯醛（ET2H），使得PVB的透明度和抗老化性能降低。同时用PVB做夹层材料的安全玻璃会增大雾度并产生小气泡，且带有难闻气味，降低PVB抗老化性能。所以控制PVB中ET2H的含量非常必要。本文研究采用顶空—气相色谱法测定PVB中ET2H的残留含量，此方法对分析PVB中其他有机杂质也有参考意义。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

安捷伦7697A顶空自动进样器（配20 mL顶空瓶）；安捷伦7820A气相色谱仪；梅特勒电子分析天平，精确至0.1 mg；移液管。

N，N-二甲基乙酰胺（DMA），分析纯，纯度大于99.5%；二乙基己烯醛（ET2H），分析纯，纯度大于99.5%；载气氮气，纯度大于99.999%。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 顶空操作条件

顶空平衡温度：90℃，定量环温度：100℃，传输线温度：110℃，样品平衡时间：35 min，GC循环时间：22 min，进样体积：1 mL。

1.2.2 色谱工作条件

Agilent CP-WAX 52CB色谱柱，进样口温度：200℃；检测器温度：220℃；柱温60℃。开始以10℃/min升温至110℃，保持2 min，再以60℃/min升温至200℃，保持5 min。载气：高纯氮气，99.999%；流速（恒定）：2.0 mL/min；燃气：氢气，99.99%，流速：35 mL/min；助燃气：仪用空气，流速350 mL/min；尾吹辅助气流速：30 mL/min；分流比：10∶1。

1.3 标准系列溶液

（1）ET2H标准系列溶液的配制：用移液管准确移取0.25 mL的ET2H（精确至0.1 mL），置于500 mL容量瓶中，准确称重，精确至0.000 1 g，用DMA定容制得约500 μg/mL的ET2H标准溶液。准确称其质量，混匀后，计算其实际浓度，作为母液备用。再分别各取0.5 mL、1.0 mL、3.0 mL、12.0 mL、30.0 mL的上述ET2H母液于50 mL容量瓶中，用DMA定容，并准确称其各自质量，混合均匀后分别配制成浓度约为5 μg/m、10 μg/m、30 μg/m、120 μg/m、300 μg/mL的ET2H标准溶液，并计算出各自的准确标准溶液浓度。

（2）取5个干燥、洁净的20 mL顶空瓶，分别准确移取2.00 mL上述已知的标准系列浓度溶液，各自标上记号和浓度，将其密封，按照实验要求将5个顶空样品瓶分别放入样品盘序列的指定位置，顶空平衡温度设置为90℃，平衡时间设置为35 min，仪器条件达到后会自动取样品顶空瓶上层1 mL气体进行分析。

1.4 PVB样品处理

准确称取0.200 0 g的PVB样品放入顶空瓶中，再准确移取2.000 0 mL的DMA溶剂，摇匀后密封，然后将样品瓶置于顶空平衡温度90℃，顶空平衡时间35 min后进样分析。

2 结果与分析

2.1 实验条件的选择

顶空平衡温度和平衡时间会影响样品的气液平衡稳定点，同时也会影响目标物的真实含量。因此，该实验选取了含有目标化合物的标准样品，研究了顶空平衡温度为60℃～120℃，平衡时间为25～45 min，对目标物挥发量的影响。结果显示，随着顶空温度的升高，ET2H峰面积也在逐渐增大，直至温度达到90℃之后ET2H的峰面积不再有显著变化。

通过在恒温蒸馏状态下测定挥发性物质在气液两相平衡中的浓度是顶空平衡方法的原理，PVB粉末样品中的待测物ET2H挥发至气相需要时间，其时长取决于待测物ET2H的物理汽化速度和挥发特性。该实验也观察了平衡时间对PVB样品中ET2H在气相色谱上对其浓度的影响，结果显示，ET2H的峰面积随着平衡时间的延长，其响应值也逐渐增加，直至平衡时间35 min后达到气液两相平衡，ET2H的峰面积随着平衡时间延长响应值基本不变，峰面积也基本不随时间变化。

考虑到平衡时间和平衡温度对ET2H含量的影响，因此顶空法测定PVB中ET2H残留量，采用的平衡时间设为35 min，平衡温度设置为90℃。