气相色谱-质谱法测定塑胶制品中3种抗氧剂的含量

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化学分析计量CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE第27卷,第3期2018年5月V ol. 27,No. 3May 201873doi :10.3969/j.issn.1008–6145.2018.03.019气相色谱–质谱法测定塑胶制品中3种抗氧剂的含量李支薇,王华,林炼锋,张兰兰,严洪连(广州广电计量检测股份有限公司,广州 510656)摘要 建立气相色谱–质谱法测定塑胶制品中抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(TBM–6)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)(AO425)、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO2246)的分析方法。

样品用甲醇进行超声提取,考察了提取时间、温度对抗氧剂提取率的影响。

提取液经有机滤膜过滤后,采用气相色谱–质谱联用仪进行测定,外标法定量。

在优化实验条件下,TBM–6,AO425,AO2246的质量浓度在0.05~2.00 mg /L 范围内与其色谱峰面积呈良好的线性关系,相关系数均大于0.999 0,方法检出限分别为0.005 8,0.006 5,0.002 4 mg /L 。

在0.5,5.0,20.0 mg /kg 的添加水平下加标回收率为87.2%~107.6%,测定结果的相对标准偏差为1.7%~6.2%(n =7)。

该方法前处理简便、快速,精密度与准确度高,能够满足塑胶制品中抗氧剂检测的要求。

关键词 抗氧剂;塑胶制品;气相色谱–质谱法中图分类号:O657.7 文献标识码:A 文章编号:1008–6145(2018)03–0073–04Determination of three antioxidants in plastic products by gas chromatography–mass spectrometryLI Zhiwei, WANG Hua, LIN Lianfeng, ZHANG Lanlan, YAN Honglian(Guangzhou GRG Metrology & Test Co., Ltd., Guangzhou 510656, China)Abstract A method was developed for determination of antioxidants, 4,4'-thiobis(6-tert-butyl-m-cresol)(TBM–6),2,2-methylenebis(4-ethyl-6-tert-butylphenol)(AO425), 2,2'-methylenebis(6-tert-butyl-4-methylphenol)(AO2246) in plastic products by gas chromatography–mass spectrometry(GC–MS). The sample was extracted with acetone and purified by an organic membrane and then analyzed by using GC–MS. With the optimized conditions ,the mass concentration of TBM–6, AO425, AO2246 had good linear relationship with the chromatographic peak area in the range of 0.05–2.00 mg /L with the correlation coefficients of more than 0.999 0. The detection limits of TBM–6, AO425 and AO2246 were 0.005 8, 0.006 5, 0.002 4 mg /L, respectively. The average recoveries of antioxidants were in the range of 87.2%–107.6% at the spiked levels of 0.5, 5.0, 20.0 mg /kg, the relative standard deviations of determination results were 1.7%–6.2%(n =7). The method is simple ,quick ,accurate and precise ,which can meet the requirements for the determination of antioxidants in plastic product.Keywords antioxidants; plastic products; gas chromatography–mass spectrometry抗氧剂是塑料或橡胶制品的重要添加剂,用于延缓和改善其在使用过程中易被氧化而发生褪色、硬化、失去光泽等现象。

其中的酚类抗氧剂因抗氧效果好、稳定性高等优点而被广泛使用,然而它是一类环境雌激素,使用过程中抗氧剂也会随产品进入人体内,影响人体的内分泌系统,对人体的生殖、发育等产生危害。

抗氧剂因其对人体健康的影响已经引起了越来越多关注:4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(TBM–6)被全球汽车营运组织列入最新版的GADSL [1];欧盟的(EU)No 10/2011法规则对食品接触材料中的TBM–6、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)(AO425)和2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO2246)特定迁移量或特定总迁移量进行了限定[2]。

目前抗氧剂的检测方法主要为高效液相色谱法和气相色谱法,检测领域多集中在食品接触材料、塑料输液容器、油脂、饲料等方面[3–14]。

食品接触材料中AO425和AO2246特定迁移量的研究已有报通讯作者 李支薇,硕士,工程师,从事有害物质检测方法研究工作,E-mail: grace_lee0224@ ;收稿日期 2018–02–16引用格式 李支薇,王华,林炼锋,等.气相色谱质谱法测定塑胶制品中多种抗氧剂的含量[J ].化学分析计量,2018,27(3): 73–76.LI Z W ,WANG H ,LIN L F ,et al. Determination of three antioxidants in plastic products by gas chromatography–mass spectrometry [J ]. Chemical analysis and meterage ,2018,27(3): 73–76.化学分析计量2018年,第27卷,第3期74道[16–17],但同时分析塑胶制品中TBM–6,AO425,AO2246的方法暂无报道。

为有效分析塑胶制品中酚类抗氧剂,保障人体健康,参考文献中其它抗氧剂的分析方法,笔者采用溶剂萃取法进行样品前处理,用气相色谱–质谱联用法测定塑胶制品中TBM–6,AO425,AO2246的含量。

该法回收率高、重复性好,可用于塑胶制品中3种酚类抗氧剂的测定。

1 实验部分1.1 主要仪器与试剂气相色谱–质谱联用仪:7890B–5977B型,美国安捷伦科技有限公司;精密电子分析天平:X205BDU型,感量为0.01 mg,瑞士梅特勒–托利多公司;分析天平:AL204型,感量为0.1 mg,瑞士梅特勒–托利多公司;PTFE滤头:0.22 μm;TBM–6,AO425,AO2246标准品:纯度大于99%,美国Accustandard公司;氦气:纯度大于99.999 %,广州英莱气体有限公司;甲醇:色谱纯,上海安谱科学仪器有限公司。

1.2 标准溶液配制标准储备液:用精密电子分析天平分别准确称取10 mg的TBM–6,AO425,AO2246,置于10 mL烧杯中,用少量甲醇溶解,转移至10 mL容量瓶中,用少量甲醇清洗烧杯两次,一并转入容量瓶中,用甲醇定容至标线,配成1 000 mg/L的TBM–6,AO425,AO2246混合标准储备液。

准确移取适量混合标准储备液,用甲醇逐级稀释,配制成TBM–6,AO425,AO2246含量均分别为0.05,0.1,0.2,0.5,1.0,2.0 mg/L的系列混合标准工作溶液。

1.3 仪器工作条件1.3.1 色谱条件色谱柱:DB–5HT毛细管色谱柱(15 m×250 μm,0.1 μm,美国安捷伦科技有限公司);升温程序:初温150℃,保持0.5 min,然后以20℃/min升至320℃,保持2 min;进样口温度:290℃;载气:氦气,流量为1.0 mL/min;不分流进样;进样体积:1 μL。

1.3.2 质谱条件电子轰击(EI)电离源;电子能量:70 eV;离子源温度:230℃;GC–MS接口温度:250℃;四极杆温度:150℃;溶剂延迟:3.5 min;以全扫描(SCAN)定性,选择离子扫描(SIM)定量;定性离子:TBM–6为m/z 358,343,136,AO425为m/z 191,175,368,AO2246为m/z 177,163,340;定量离子:TBM–6为m/z 358,AO425为m/z 191,AO2246为m/z 177。

1.4 样品前处理取有代表性的样品,剪成约2 mm×2 mm大小,准确称取1.0 g(精确至0.1 mg),置于60 mL样品瓶中,准确加入10 mL甲醇,加塞密闭后置于超声波发生器中,超声提取60 min。

提取液用0.22 μm的PTFE微孔滤膜过滤,待测。

2 结果与讨论2.1 前处理条件的优化2.1.1 提取溶剂的选择分别采用甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮为提取溶剂,考察其对目标物回收率的影响。

选取上述溶剂对已知含量阳性样品进行提取效果对比试验,结果表明甲醇的萃取效果最好,且干扰较少;乙醇、异丙醇提取率较低;丙酮提取效率一般。

因此选取甲醇作为提取溶剂。

2.1.2 超声萃取条件的选择试验选取阳性样品为对象,以甲醇为提取溶剂考察超声提取时间及温度对TBM–6,AO425,AO2246提取效率的影响。

结果表明,随着提取时间的增加,目标物的提取效果逐渐提高,当超声时间为60 min时达到最大,之后趋于稳定。

在60 min 超声提取时间下,分别选用25,35,40,50,60,70,80℃进行试验,结果表明,目标物的提取效果随温度增加逐渐提高,但当温度达到60℃后提取效率没有明显变化。