淀粉接枝聚丙烯酸钠共聚物中丙烯酸钠残留含量检测

2022-05-27罗海英周楚欣

广州化工 2022年9期

罗海英, 周楚欣，王漪

(广州天赐高新材料股份有限公司，广东广州 510760)

淀粉接枝聚丙烯酸钠共聚物是一种高吸水性树脂，具有强亲水性基团，交联或接枝型的功能高分子。由于它能吸收自身质量几百倍甚至上千倍的水，并且吸水膨胀后的凝胶在加压的条件下不易将水析出，而具有良好的保水性，广泛应用于卫生、医药、建材、农林和涂料等许多领域。主要是以淀粉或纤维素为原料与含有乙烯基的单体(如丙烯酸、甲基丙烯酸等单体)通过接枝共聚反应而制得天然高分子改性的高吸水性材料[1-5]。目前渐成为相关领域的研究重点。聚合物合成过程中会产生一些单体残留，如丙烯酸钠、丙烯酸等。丙烯酸钠对人体眼睛、呼吸系统和皮肤有一定的刺激性，尤其是在酸性环境下，丙烯酸钠酸化为丙烯酸其刺激性和腐蚀性比较显著，因该聚合物材料主要在用于卫生、医疗等领域应用，对其材料的安全性要求较高，对单体残留的控制是非常有必要的。据报道有机酸定性定量测试多采用液相色谱和液质联用仪[6-9]、气相和气质联用仪[10]或离子色谱法[11-12]等，采用色谱类测试具有分析效率高，前处理简便，且应用广泛，本研究主要是对丙烯酸钠残留酸化后转变为丙烯酸，采用液相色谱法对其残留测定，并对其方法进行验证。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器：安捷伦1290高效液相色谱仪，配置DAD检测器；分析天平，梅特勒(d=0.01 mg)。

色谱柱：C18硅胶键合相色谱柱，4.6 mm×250 mm，5 μm。

淀粉接枝聚丙烯酸钠共聚物(市售)；丙烯酸钠(市售，分析纯)；甲醇(色谱纯)；磷酸二氢钾(分析纯)；磷酸(分析纯)；氯化钙(分析纯)；实验室所使用的水为超纯水。

1.2 实验方法

1.2.1 流动相配置

流动相：磷酸二氢钾缓冲溶液：称取0.54 g(精确至0.0001 g)的磷酸二氢钾于1000 mL烧杯中，加800 mL水搅拌溶解均匀，用磷酸调pH值至3.0±0.1，用0.45 μm水性过滤膜抽滤。

1.2.2 标准溶液配置

丙烯酸钠标准溶液的配制：称取丙烯酸钠标准样品0.15 g(准确至0.0001 g)，置于1000 mL容量瓶中，用水定容，浓度为150 mg/L；分别移取0.1 mL、0.25 mL、0.5 mL、0.75 mL、1 mL、3 mL、5 mL的标准溶液于7个10 mL的容量瓶中，加水至刻度，摇匀，分别配成1.5 mg/L、3.75 mg/L、7.5 mg/L、11.25 mg/L、15 mg/L、45 mg/L、75 mg/L的丙烯酸钠标准溶液。

1.2.3 样品配置

准确称取样品1.0 g(精确至0.0001 g)，置于60 mL的带盖聚乙烯瓶中，同时加入氯化钙1.0 g(精确至0.0001 g)，加入48.00 g水，放入磁转子，旋紧瓶盖，在磁力搅拌器上搅拌2 h。静置10 min，将上层清液转入10 mL离心管中，旋紧离心管盖，在3500 r/min下，离心分离40 min，上清液用0.45 μm的滤头过滤备用。

1.2.4 色谱检测条件

流动相：甲醇:磷酸二氢钾缓冲溶液=2:8(V:V)；运行时长20 min；后运行2 min；色谱柱：C18硅胶键合相色谱柱，4.6 mm×250 mm，5 μm；流速：1.0 mL/min；进样量：20 μL；检测器波长：200 nm。

1.2.5 检测方法

取丙烯酸钠配制不同浓度的标液20 μL注入液相色谱，绘制标准曲线；以及将处理后的待测样品注入液相色谱仪进行测试，记录色谱图，通过外标法计算残留丙烯酸钠含量。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理条件

表1 样品前处理条件

图1 样品中的丙烯酸谱图Fig.1 Chromatogram of the sample

待测物质为丙烯酸钠，通过酸化后变成丙烯酸采用液相色谱进行测试，用水可以提取样品中的丙烯酸。但是淀粉接枝聚丙烯酸钠共聚物样品在水中溶胀形成糊状，无法分层，干扰测定。因此考察通过添加常用絮凝剂氯化钙将聚合物部分絮凝沉淀分层，在样品水溶液中按表1加入不同量的氯化钙，现象如表1所示，故选择1.0 g的氯化钙作为絮凝剂进行前处理，处理后的样品按照2.4条件测试，谱图如图1所示，在5.874 min出峰分离良好。

2.2 标准曲线绘制

移取丙烯酸钠储备液用去离子水稀释分别配置1.5 mg/L、3.75 mg/L、7.5 mg/L、11.25 mg/L、15 mg/L、45 mg/L、75 mg/L的丙烯酸钠标准溶液。按照2.4项色谱条件进行分析，以丙烯酸钠浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归曲线如图2所示，线性回归方程为y=67.901x+9.07，R2=0.9999，丙烯酸钠浓度在1.5～75 mg/L内线性关系良好。