测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法

文档序号:697989 发布日期:2021-05-04 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法 (Method for determining aldehyde ketone content in polyether modified organic silicon ) 是由 范珺 刘振 祁争健 于 2020-12-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及有机硅聚合物检测技术领域,具体涉及测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法。该方法包括:将待测的聚醚改性有机硅与DNPH进行衍生反应形成反应产物;以不含待测的聚醚改性有机硅为空白对照,并进行衍生反应,形成空白对照产物;而后利用高效液相分别对所述反应产物和空白对照产物进行检测分别得到不同醛酮的出峰面积,而后将不同醛酮所述出峰面积分别带入对应醛酮的标准曲线公式中进行计算,分别得到对应醛酮的检测含量;而后将对应醛酮的检测含量带入下述公式得到所述待测的聚醚改性有机硅对应醛酮的含量;W=(Ai-A0)/m。该方法可以有效准确的定量检测聚醚改性有机硅中醛酮的含量,有利于提升聚醚改性有机硅的质量。(The invention relates to the technical field of organic silicon polymer detection, in particular to a method for determining aldehyde ketone content in polyether modified organic silicon. The method comprises the following steps: carrying out derivatization reaction on polyether modified organic silicon to be detected and DNPH to form a reaction product; taking polyether modified organic silicon without a to-be-detected polyether as a blank control, and carrying out a derivatization reaction to form a blank control product; respectively detecting the reaction product and the blank reference product by utilizing a high performance liquid phase to respectively obtain the peak areas of different aldehydes and ketones, and then respectively bringing the peak areas of different aldehydes and ketones into a standard curve formula corresponding to the aldehydes and ketones to calculate so as to respectively obtain the detection contents of the corresponding aldehydes and ketones; then substituting the detected content of corresponding aldehyde ketone into the following formula to obtain the content of corresponding aldehyde ketone in the polyether modified organic silicon to be detected; w is (Ai-A0)/m. The method can effectively and accurately quantitatively detect the content of aldehyde ketone in the polyether modified organic silicon, and is beneficial to improving the quality of the polyether modified organic silicon.)

测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法

技术领域

本发明涉及有机硅聚合物检测技术领域,具体而言,涉及测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法。

背景技术

有机硅聚合物是分子结构中含有硅元素,且硅原子上连接有机官能团的聚合物。按其化学结构和性能,可分为三类:(1)硅油;(2)硅橡胶;(3)硅树脂。其中,聚醚改性硅油是采用聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚而成的一种性能独特的有机硅非离子表面活性剂。聚醚改性硅油的主要用途有以下几种:(1)聚氨酯体系发泡的匀泡剂,使泡孔细密均匀,得到的产品广泛应用于家电保温材料、汽车椅海绵生产和建筑保温层等;(2)化妆品中的添加剂,起润滑皮肤和保湿抗皱功效;(3)农药行业中的润湿展开剂,提高药效,减少公害;(4)油漆或聚氨酯浆料的流平剂,降低分子的内摩擦力,起流平消泡的作用。

一般通过改变硅油链节数或改变聚醚中EO/PO的配比及改变其链节数和末端基团,继而可获得性能各异的各种聚醚改性硅油,以满足多种行业的需要。而聚醚改性硅油的副产物主要为上述聚醚改性硅油在合成过程中,聚醚双键断裂生成的醛酮物质。当聚醚改性硅油应用于家电、汽车、建材和油漆等行业中时,产品中的醛酮物质含量就会受到密切的关注。

醛酮一般是指分子中含有羰基官能团的有机物。常温下,除甲醛是气体外,十二个碳原子以下的脂肪族醛酮为液体,常见的醛酮主要包括甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和丙酮。在环境中最受关注的是低分子醛酮化合物,一方面低分子醛酮化合物的毒性大,另一方面它是光化学烟雾中的主要成分。醛酮类化合物会刺激皮肤与粘膜及毒害中枢神经系统,能引起鼻咽部疾病和眼睛的直接刺激、头痛等。许多研究表明醛酮类化合物(尤其是甲醛、乙醛和丙烯醛)具有遗传毒性。甲醛是世界卫生组织确定的致癌和致畸形物质,是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物之一。乙醛的毒性主要是影响胚胎的发育,同时对肝脏具有较大的危害。丙烯醛进入人体后会引起中毒反应,对动物具有致癌作用,被列为美国EPA的优先控制污染物。酮类化合物对皮肤、气管粘膜的刺激比醛小,但麻醉性及对中枢神经的作用则更强。丙酮主要是对中枢神经系统的抑制和麻醉作用,高浓度接触可能会出现肝肾和胰腺的损害。

目前,国内外在建筑、汽车、家电和油漆等行业中的醛酮含量检测标准主要是塑料制品、汽车内饰、电子元器件和纺织用品等成品中的醛酮物质含量检测。暂时没有相关标准或方法对原料聚醚改性有机硅中的低分子醛酮物质进行检测。

鉴于此,特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法。该方法可以有效准确的定量检测聚醚改性有机硅中醛酮的含量,有利于提升聚醚改性有机硅的质量。

本发明是这样实现的:

第一方面,本发明提供一种测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法,包括:将待测的聚醚改性有机硅与DNPH进行衍生反应形成反应产物;

以不含待测的聚醚改性有机硅为空白对照,并进行衍生反应,形成空白对照产物;

而后利用高效液相分别对所述反应产物和空白对照产物进行检测分别得到不同醛酮的出峰面积,而后将不同醛酮所述出峰面积分别带入对应醛酮的标准曲线公式中进行计算,分别得到对应醛酮的检测含量;

而后将对应醛酮的检测含量带入下述公式得到所述待测的聚醚改性有机硅对应醛酮的含量;

W=(Ai-A0)/m,m为待测的聚醚改性有机硅的质量(g),Ai为待测的聚醚改性有机硅的对应醛酮的检测含量(μg),A0为空白对照中对应醛酮的检测含量(μg),W为待测的聚醚改性有机硅对应醛酮的含量(μg/g)。

在可选的实施方式中,所述醛酮包括低分子醛酮;

优选地,所述低分子醛酮包括甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮和丙醛中的至少一种。

在可选的实施方式中,所述甲醛的标准曲线公式为:Y=1733.5X+5.2585;

所述乙醛的标准曲线公式为:Y=11.977X+6.2652;

所述丙烯醛的标准曲线公式为:Y=46.954X+6.164;

所述丙酮的标准曲线公式为:Y=11.573X+8.9671;

所述丙醛的标准曲线公式为:Y=34.552X-48.126。

在可选的实施方式中,所述甲醛、所述乙醛、所述丙烯醛、所述丙酮和所述丙醛的检出限依次为0.01μg、0.10μg、0.10μg、0.10μg和0.10μg。

在可选的实施方式中,对应醛酮的标准曲线公式的确定步骤包括:利用对应的醛酮标准品配制系列不同浓度的标准品溶液,而后分别将标准品溶液与DNPH进行衍生反应,形成系列不同浓度的衍生标准品溶液;

而后利用高液分别对所述衍生标准品溶液分别进行检测,而后根据检测结果得到标准曲线,并根据标准曲线得到标准曲线公式。

在可选的实施方式中,在将所述反应产物的出峰面积带入所述标准曲线公式之前,对所述标准曲线公式进行校正;

优选地,校正方法为:根据所述反应产物的出峰面积预估对应醛酮的含量,若预估的含量明显高于形成标准曲线的最高含量,则再以对应的醛酮的标准品配制浓度高于预估含量的标准品溶液,而后对该标准品溶液进行反应和检测,并根据该检测结果对标准曲线公式进行校正;

若预估的含量明显低于形成标准曲线的最低含量,则再以对应的醛酮的标准品配制浓度低于预估含量的标准品溶液,而后对该标准品溶液进行反应和检测,并根据该检测结果对标准曲线公式进行校正;

优选地,若预估的含量与最低含量或最高含量之间的差为20%以上时,则进行上述校正。

在可选的实施方式中,高效液相的检测条件为:流动相:乙腈:水的体积比为60:40;流速(ml/min):0.5;进样体积(ul):20;柱温(℃):35;C18液相色谱柱;紫外检测波长(nm):360。

在可选的实施方式中,衍生反应的条件为:反应温度为40-60℃,1-2h;所述待测的聚醚改性有机硅与所述DNPH的质量比为0.1-1:0.02。

在可选的实施方式中,进行衍生反应的步骤包括:将所述待测的聚醚改性有机硅、所述DNPH和酸溶液混合后进行反应;

优选地,所述酸溶液为磷酸溶液;

优选地,所述磷酸溶液的体积百分数为0.5-1.5%。

在可选的实施方式中,利用所述高效液相检测所述反应产物之前,对所述反应产物和空白对照产物分别进行过滤。

本发明具有以下有益效果:本发明通过进行衍生反应,使得待测的聚醚改性有机硅中的醛酮形成醛酮-2,4-二硝基苯腙,而后根据高液的检测结果以及外标法,能够有效检测待测的聚醚改性有机硅中的醛酮的含量,该方法前处理简单,无需净化富集,方法的灵敏度和回收率高,重复性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的标准品的检测结果图;

图2为本发明实施例1提供的甲醛的标准曲线图;

图3为本发明实施例1提供的乙醛的标准曲线图;

图4为本发明实施例1提供的丙烯醛的标准曲线图;

图5为本发明实施例1提供的丙酮的标准曲线图;

图6为本发明实施例1提供的丙醛的标准曲线图;

图7为本发明实施例1提供的检测结果图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例提供一种测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法,该方法检测的聚醚改性有机硅中醛酮的含量,且该醛酮为低分子量醛酮,例如可以甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮和丙醛中的至少一种。

本发明实施例以同时检测甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮和丙醛为例进行阐述,但是可以理解,可以选择性的进行部分醛酮的测试。

具体过程如下:

S1、配液;

选择甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛和丙醛做为标准品,乙腈为溶剂。采用乙腈分别溶解甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛和丙醛,并得到系列的不同浓度的标准品溶液,且每个系列中标准品溶液至少选择5个浓度,例如,甲醛和乙腈混合配制浓度依次为:0.05μg/ml、0.1μg/ml、0.5μg/ml、1.0μg/ml、1.5μg/ml、3.0μg/ml、5.0μg/ml和10.0μg/ml的标准品溶液;丙酮和乙腈混合配制浓度依次为:0.5μg/ml、1.0μg/ml、1.5μg/ml、3.0μg/ml、5.0μg/ml和10.0μg/ml的标准品溶液。

将DNPH与乙腈混合得到DNPH溶液。

将酸(例如磷酸)与乙腈混合得到酸溶液(例如磷酸溶液),且磷酸溶液的体积百分数为0.5-1.5%,例如,0.8%、0.9%、1.0%、1.1%以及1.2%,可以为优选为1%。

S2、反应;

将S1中配制得到的系列不同醛酮标准品溶液分别与DNPH进行反应,形成系列不同浓度的衍生标准品溶液,具体地,将分别将不同浓度的醛酮标准品溶液与DNPH和酸溶液混合后进行反应;且反应温度为40-60℃,1-2h;且添加的DNPH过量,继而保证标准品内的醛酮完全反应。

将待测的聚醚改性有机硅与DNPH进行衍生反应形成反应产物;具体地,将待测的聚醚改性有机硅、所述DNPH和酸溶液混合后进行反应;且反应温度为40-60℃,1-2h;所述待测的聚醚改性有机硅与所述DNPH的质量比为0.1-1:0.02。即该衍生反应中DNPH过量,继而保证待测的聚醚改性有机硅中的甲醛、乙醛、丙酮、丙醛以及丙烯醛等醛酮物质充分且完全被反应,继而保证检测结果的准确性,且在本发明实施例提供的检测条件下DNPH不会导致甲醛、乙醛、丙酮、丙醛以及丙烯醛等醛酮物质的出峰面积和时间等发生变化,继而本发明实施例提供的检测条件下DNPH不会对检测结果造成影响,继而保证检测结果的准确性。

以不含待测的聚醚改性有机硅为空白对照,并进行衍生反应,形成空白对照产物;具体地,将DNPH和酸溶液混合后进行反应形成空白对照产物;反应温度为40-60℃,1-2h。

S3、检测;

利用高液对S2形成的不同浓度的醛酮衍生标准品溶液进行检测,具体地,对甲醛衍生标准品溶液、乙醛衍生标准品溶液、丙烯醛衍生标准品溶液、丙酮衍生标准品溶液和丙醛衍生标准品溶液分别进行检测得到谱图。其中,每个浓度进样3针。检测结束后对谱图进行处理,确定标准醛酮-DNPH出峰位置,然后对标准品出峰进行积分处理,记录出峰时间和出峰面积。在excel表中汇总各标准品不同浓度时的出峰峰面积,得到标准曲线图,根据图表得到标准曲线公式和R值。具体结果如下:

组分 标准曲线公式 R<sup>2</sup>值 检出限
甲醛 Y=1733.5X+5.2585 0.9994 0.01μg
乙醛 Y=11.977X+6.2652 0.9903 0.10μg
丙烯醛 Y=46.954X+6.164 0.9912 0.10μg
丙酮 Y=11.573X+8.9671 0.9925 0.10μg
丙醛 Y=34.552X-48.126 0.9990 0.10μg

进一步地,一般聚醚改性有机硅中醛酮的含量较低,因此,一般可以直接采用上述标准曲线公式进行计算,但是偶尔检测的聚醚改性有机硅中醛酮的含量过高或过低,则需要对上述标准曲线公式进行校正。具体如下:根据所述反应产物的出峰面积预估对应醛酮的含量,而后将其与形成标准曲线的最高浓度和最低浓度进行比较,若预估的含量明显高于形成标准曲线的最高含量,或明显低于形成标准曲线的最低含量,则说明该标准曲线公式不适用,则需要进行校正,具体校正步骤为:

若预估的含量明显高于形成标准曲线的最高含量,则再以对应的醛酮的标准品配制浓度高于预估含量的标准品溶液,而后对该标准品溶液进行反应和检测,并根据该检测结果对标准曲线公式进行校正;以该检测结果为参数,重新确认标准曲线公式。若预估的含量明显低于形成标准曲线的最低含量,则再以对应的醛酮的标准品配制浓度低于预估含量的标准品溶液,而后对该标准品溶液进行反应和检测,并根据该检测结果对标准曲线公式进行校正。一般预估的含量与最低含量或最高含量之间的差为20%以上时,则进行上述校正。

进一步地,对所述反应产物和空白对照产物分别进行过滤,以保证后续检测过程中不会有杂质对检测结果造成影响。

而后利用高效液相分别对过滤后的反应产物和空白对照产物进行检测分别得到不同醛酮的出峰面积,而后将不同醛酮所述出峰面积分别带入上表中对应醛酮的标准曲线公式中进行计算,分别得到对应醛酮的检测含量;

而后将对应醛酮的检测含量带入下述公式得到所述待测的聚醚改性有机硅对应醛酮的含量;

W=(Ai-A0)/m,m为待测的聚醚改性有机硅的质量(g),Ai为待测的聚醚改性有机硅的对应醛酮的检测含量(μg),A0为空白对照中对应醛酮的检测含量(μg),W为待测的聚醚改性有机硅对应醛酮的含量(μg/g)。

根据上述公式可以有效计算得到待测的聚醚改性有机硅对应醛酮的含量。

进一步地,本发明实施例中高效液相的检测条件为:流动相:乙腈:水的体积比为60:40;流速(ml/min):0.5;进样体积(ul):20;柱温(℃):35;C18液相色谱柱;紫外检测波长(nm):360。采用上述检测条件能够有效检测对甲醛-2,4-二硝基苯腙、乙醛-2,4-二硝基苯腙、丙烯醛-2,4-二硝基苯腙、丙酮-2,4-二硝基苯腙以及丙醛-2,4-二硝基苯腙进行检测,继而能有效检测待测的聚醚改性有机硅中的醛酮的含量。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实验所用仪器为美国安捷伦公司1260型高效液相色谱仪,配紫外检测器,检测器波长设置为360nm。分析柱选择安捷伦C18柱,型号为5um*4.6mm*250mm。

本发明实施例提供一种测定聚醚改性有机硅中醛酮含量的方法,包括:

选择甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛做为待测标准品,准确称取后分别用色谱级的乙腈配制成浓度为0.05μg/ml、0.1μg/ml、0.5μg/ml、1.0μg/ml、1.5μg/ml、3.0μg/ml、5.0μg/ml、10.0μg/ml的标准溶液;用色谱级的乙腈配制1%质量分数的2,4-二硝基苯肼溶液,用色谱级的乙腈配制1%质量分数的磷酸溶液。

用移液管分别准确取1.0ml的上述各浓度标准溶液,加入圆底烧瓶中,同时分别加入20ml1%的2,4-二硝基苯肼溶液和2ml1%的磷酸溶液,圆底烧瓶上方连接冷凝管,油浴60℃衍生反应1h。冷却至室温后用少量乙腈冲洗冷凝管,取衍生液用0.45μm有机系滤头过滤后进高效液相色谱仪检测。其中,高效液相的检测条件为:流动相:乙腈:水的体积比为60:40;流速(ml/min):0.5;进样体积(ul):20;柱温(℃):35;C18液相色谱柱;紫外检测波长(nm):360。

每个浓度进样3针,检测结束后对谱图进行处理,确定标准品出峰位置,然后对标准品出峰进行积分处理,记录出峰时间和出峰面积。在excel表中汇总各标准品不同浓度时的出峰峰面积,得到标准曲线图,根据图表得到标准曲线公式和R值。具体结果参见图1-6和下表:

组分 标准曲线公式 R<sup>2</sup>值
甲醛 Y=1733.5X+5.2585 0.9994
乙醛 Y=11.977X+6.2652 0.9903
丙烯醛 Y=46.954X+6.164 0.9912
丙酮 Y=11.573X+8.9671 0.9925
丙醛 Y=34.552X-48.126 0.9990

准确称取0.2g聚醚改性有机硅样品(记为样品1,其分子量约为1000),数据精确到小数点后四位,记录称样量。加入1%的2,4-二硝基苯肼溶液20ml和1%的磷酸溶液2ml,圆底烧瓶上方连接冷凝管,油浴60℃衍生反应1h。冷却至室温后用少量乙腈冲洗冷凝管,取衍生液用0.45μm有机系滤头过滤。

同时准备空圆底烧瓶做为空白对照,加入1%的2,4-二硝基苯肼溶液20ml和1%的磷酸溶液2ml,圆底烧瓶上方连接冷凝管,油浴60℃衍生反应1h。冷却至室温后用少量乙腈冲洗冷凝管,取衍生液用0.45μm有机系滤头过滤。

样品的衍生液和空白对照的衍生液分别注入高效液相色谱仪进行检测,每个样品进样3针。实验结束后对谱图进行处理,首先对对照标准品出峰时间对样品中的出峰进行定性,确认醛酮物质的出峰位置,然后对各组分出峰进行积分处理,记录出峰时间和出峰面积。而后将出峰面积带入上述标准曲线公式,计算得到样品中各醛酮的检测含量Ai。

根据公式W=(Ai-A0)/m计算出样品中醛酮组分的含量;

W---样品中对应醛酮实际含量μg/g;

Ai---样品中对应醛酮的检测含量μg;

A0---空白中对应醛酮含量μg;

m---样品质量g。

结果报告:实验结果用μg/g表示,保留2位有效数字。

检测结果参见图7。

实施例2-实施例6

参照实施例1的检测方法进行检测,区别在于采用的聚醚改性有机硅样品不同,实施例2为记为样品2,其分子量大约为1300,实施例3记为样品3,其分子量大约为2000,实施例4为记为样品4,其分子量大约为3200,实施例5记为样品5,其分子量大约为5000,实施例6记为样品6,其分子量大约为5700,检测结果如下表:

需要说明的是,本发明实施例提供的样品为发明人自制的样品,例如,样品1是参照文献CN109942823A的合成方法合成得到的样品。

验证:

1.重复性实验

选择上述实施例5的聚醚改性有机硅样品,称取10份,每份样品0.2g,数据精确到小数点后四位,记录称样量。分别加入1%的2,4-二硝基苯肼溶液20ml和1%的磷酸溶液2ml,圆底烧瓶上方连接冷凝管,油浴60℃衍生反应1h。冷却至室温后用少量乙腈冲洗冷凝管,取衍生液用0.45μm有机系滤头过滤。同时准备空圆底烧瓶做为空白对照,加入20ml1%的2,4-二硝基苯肼溶液和2ml1%的磷酸溶液,圆底烧瓶上方连接冷凝管,油浴60℃衍生反应1h。冷却至室温后用少量乙腈冲洗冷凝管,取衍生液用0.45μm有机系滤头过滤。

样品的衍生液和空白对照的衍生液分别注入高效液相色谱仪进行检测,每个样品进样3针。实验结束后对谱图进行处理,首先对对照标准品出峰时间对样品中的出峰进行定性,确认醛酮物质的出峰位置,然后对各组分出峰进行积分处理,记录出峰时间和出峰面积。而后将出峰面积带入上述标准曲线公式,计算得到样品中各醛酮的检测含量Ai。

根据公式W=(Ai-A0)/m计算出样品中醛酮组分的含量;

W---样品中对应醛酮实际含量μg/g;

Ai---样品中对应醛酮的检测含量μg;

A0---空白中对应醛酮含量μg;

m---样品质量g。

结果报告:实验结果用μg/g表示,保留2位有效数字。检测结果参见下表:

根据上述结果可知,本发明实施例提供的检测方法准确性高,可重复性高,重复性实验之间的误差小。

2.加标回收率实验

实验步骤:选择实施例2的聚醚改性有机硅样品进行脱低处理;具体,该脱低处理得到的样品为经过110℃减压蒸馏工艺处理后得到的聚醚改性有机硅样品,按照重复性实验的步骤进行醛酮含量的检测,样品平行检测5次,醛酮各组分含量取平均值。向该样品中加入甲醛,乙醛,丙醛,丙烯醛和丙酮标准品,加入转子,盖上瓶盖搅拌2小时,同时记录加入的标准品质量。称取6份,每份样品0.2g,数据精确到小数点后四位,记录称样量。后续操作与重复性实验操作步骤相同,检测结果如下表:

从实验数据看,醛酮各组分的回收率均在90%-110%之间,符合要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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