聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的高效液相色谱检测方法

文档序号:934372 发布日期:2021-03-05 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的高效液相色谱检测方法 (High performance liquid chromatography detection method for 9, 9-bis (4-amino-3-chlorphenyl) fluorene in polyimide film ) 是由 张兰兰 钟琳 李支薇 杨文宇 严洪连 于 2020-12-21 设计创作,主要内容包括:本发明涉及色谱分析领域,特别是涉及一种薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的高效液相色谱检测方法。本发明通过选用水和乙腈作为流动相,能高效地对经过萃取前处理得到的萃取液中的9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴含量进行分析,进而确定薄膜中待测物含量。所得色谱峰峰型尖锐、对称性好,基线波动小,无漂移现象;选择合适的检测器波长,所得色谱峰信号强度合适,便于分析计算,减小误差,提高准确性。本发明的分析方法灵敏度和准确性高,检出限和定量限低,且色谱峰出峰保留时间早,分析效率高,能快速获得分析结果。(The invention relates to the field of chromatographic analysis, in particular to a high performance liquid chromatography detection method of 9, 9-bis (4-amino-3-chlorphenyl) fluorene in a film. According to the invention, water and acetonitrile are selected as mobile phases, so that the content of 9, 9-bis (4-amino-3-chlorphenyl) fluorene in the extraction liquid obtained by extraction pretreatment can be efficiently analyzed, and the content of a substance to be detected in the film can be further determined. The obtained chromatographic peak has sharp peak shape, good symmetry, small baseline fluctuation and no drift phenomenon; and the appropriate wavelength of the detector is selected, the obtained chromatographic peak signal intensity is appropriate, the analysis and calculation are convenient, the error is reduced, and the accuracy is improved. The analysis method has the advantages of high sensitivity and accuracy, low detection limit and quantification limit, early chromatographic peak-out retention time, high analysis efficiency and capability of quickly obtaining an analysis result.)

聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的高效液相色 谱检测方法

技术领域

本发明涉及色谱分析领域,特别是涉及一种聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的高效液相色谱检测方法。

背景技术

9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴,作为一种重要的单体原料,工业上常用来合成聚酰亚胺、聚酰胺、聚氨酯等高分子聚合物,其中以聚酰亚胺最为常见,聚酰亚胺具有优异的热稳定性、耐化学溶剂性、良好的力学性能和电性能,主要以薄膜和模塑零件形式应用于航空航天、微电子、机械、汽车等现代工业领域。然而,聚酰亚胺材料在工业上性能优异,但其中残留的9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴会给人们的健康带来危害,研究证实,该化合物对皮肤和眼睛都具有强烈的刺激性作用,对水生生物更是具有持续性的毒性,因此,建立合适的分析方法对产品中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的含量进行测定是十分有必要的。然而,目前关于9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的研究中,多是关于其及相关衍生物的合成与应用,而对材料中残留的9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴含量的分析方法并未见诸报道。

发明内容

基于此,有必要提供一种快速准确、灵敏度高的检测方法用于检测聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的含量。

本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的检测方法,包括以下步骤:

将薄膜样品用有机溶剂萃取,得到萃取液,将所述萃取液进样至高效液相色谱仪,进行等度洗脱,流动相选择水和乙腈,所述水和乙腈的体积比为(0.35~0.5):(0.65~0.5)。

在其中一个实施例中,选用紫外检测器进行检测,检测波长为180nm~220nm。

在其中一个实施例中,所述薄膜样品的质量与所述有机溶剂的体积比为1g:(8mL~12mL)。

在其中一个实施例中,所述有机溶剂为二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙腈中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述流动相的流速为1.2mL/min~1.8mL/min。

在其中一个实施例中,所述萃取操作为:将所述薄膜样品与所述有机溶剂置于容器中进行超声,超声功率为280W~520W,超声频率为30KHz~50KHz,超声温度大于等于40℃,超声时间大于等于40分钟。

在其中一个实施例中,所述高效液相色谱仪的色谱柱为C18色谱柱。

在其中一个实施例中,将所述萃取液进样至所述高效液相色谱仪的进样量为5μL~20μL。

在其中一个实施例中,所述色谱柱的柱温为30℃~50℃。

在其中一个实施例中,所述薄膜样品尺寸小于等于2mm×2mm。

在其中一个实施例中,将所述萃取液进样至所述高效液相色谱仪之前,将所述萃取液过滤,滤膜孔径小于等于0.22μm。

本发明通过选用水和乙腈作为流动相,并将其体积比设定在(0.35~0.5):(0.65~0.5),能高效地对经过萃取前处理得到的萃取液中的9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴含量进行分析,进而确定聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的含量。所得色谱峰峰型尖锐、对称性好,基线波动小,无漂移现象;选择合适的检测器波长,所得色谱峰信号强度合适,便于分析计算,提高准确性。本发明的分析方法灵敏度和准确性高,检出限和定量限低,且色谱峰出峰保留时间早,分析效率高,能快速获得分析结果。

附图说明

图1为实施例1的高效液相色谱图;

图2为对比例1的高效液相色谱图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中,“若干”的含义是至少一个,例如一个,两个等,除非另有明确具体的限定。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的检测方法,包括以下步骤:

将薄膜样品用有机溶剂萃取,得到萃取液,将萃取液进样至高效液相色谱仪,进行等度洗脱,流动相选择水和乙腈,水和乙腈的体积比为(0.35~0.5):(0.65~0.5),优选地,水和乙腈的体积比为0.4:0.6,合适的流动相比例及梯度设定直接关系到色谱出峰峰型的好坏、保留时间的长短以及能否与杂质较好地分离。

分别采用甲醇、乙腈作为有机相,水作为水相,有机相和水相两两组合进行条件优化。结果表明,选用甲醇为流动相有机相时,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴出峰时间晚,峰宽较宽;选用乙腈为流动相有机相时,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的峰形对称,峰宽窄,响应高,出峰时间早且在其保留时间附近没有杂质峰干扰,不会对分析造成影响。

高效液相色谱通常采用梯度洗脱以使复杂样品中的各组分能按各自适宜的容量因子(k)达到良好的分离效果,因此,实验最初采用的流动相水(A)和乙腈(B)以梯度洗脱的方式进行分析,尝试的其中一种梯度洗脱比例为:0~2min内,乙腈的比例为50%;2~5min内,乙腈的比例从50%逐渐增加到80%,并保持5min;10~12min内,乙腈的比例从80%逐渐降到50%,并保持3min。在该洗脱条件下,液相色谱的基线会发生波动,整体往上漂移,对色谱峰的峰形产生影响。此外还尝试调整洗脱比例,以其他的比例进行梯度洗脱,但基线依旧会往上漂移,因此决定选用等度洗脱的方式对待测物质进行分析。在优化的色谱条件,即水和乙腈的体积比为(0.35~0.5):(0.65~0.5)时,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴出峰时间早,且色谱峰峰形尖锐、对称,在其保留时间附近也没有杂质峰干扰。

在一个具体示例中,选择紫外检测器进行检测,检测波长为180nm~220nm,优选地,检测波长为200nm。合适的检测器波长能使得色谱出峰信号强度合适,便于分析计算,减小误差,以提高本分析检测方法的准确性。

在一个具体示例中,薄膜样品的质量与有机溶剂的体积比为1g:(8mL~12mL),优选地,薄膜样品的质量与有机溶剂的体积比为1g:10mL。合适的萃取剂用量能提升萃取效率同时不至于使待测物浓度过低而需要额外的浓缩步骤。

在一个具体示例中,有机溶剂为二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙腈中的至少一种。优选地,选择乙腈作为萃取剂,其平均萃取效率大于等于85%,能更好地满足测试需求。

在一个具体示例中,流动相的流速为1.2mL/min~1.8mL/min,优选地,流动相流速为1.4mL/min~1.6mL/min,进一步优选地,流动相流速为1.5mL/min。合适的流动相流速能平衡柱效和分析时间,使得分析方法在具备较高柱效的同时,分析时间不会过长,影响分析效率。

在一个具体示例中,萃取操作为:将薄膜样品与有机溶剂置于容器中进行超声,超声功率为280W~520W,超声频率为30KHz~50KHz,超声温度大于等于40℃,超声时间大于等于40分钟,此时萃取效率为75%;优选地,超声温度大于等于50℃,超声时间大于等于50分钟,此时萃取效率为80%;更优选地,超声温度大于等于60℃,超声时间大于等于70分钟,在此萃取条件下,可以达到85%以上的萃取效率。

在一个具体示例中,高效液相色谱仪的色谱柱为C18色谱柱;优选地,色谱柱规格为:柱长250mm,直径4.6mm,填充物粒径5μm。

在一个具体示例中,将萃取液进样至高效液相色谱仪的进样量为5μL~20μL,优选地,进样量为8μL~12μL,进一步优选地,进样量为10μL。合适的进样量能使得色谱峰信号强度适中,不至于信号过强而对杂质也产生响应,也不至于信号过弱而基线漂移,影响出峰峰型,导致误差过大,使得分析结果准确性下降。

在一个具体示例中,色谱柱的柱温为30℃~50℃,优选地,色谱柱的柱温为35℃~45℃,进一步优选地,柱温为40℃。合适的柱温能实现更好的分离效果,并在保证分离效果的前提下,使待测物质保留时间更短,提高分离效率。

在一个具体示例中,薄膜样品尺寸小于等于2mm×2mm,薄膜样品的尺寸维持在2mm×2mm以下可以使得萃取效率更高。

在一个具体示例中,将萃取液进样至高效液相色谱仪之前,将萃取液过滤,滤膜孔径小于等于0.22μm,进样前进行过滤可以防止萃取液内的大颗粒物对分析过程或者对高效液相色谱仪本身造成负面影响。

本发明通过选用水和乙腈作为流动相,并将其体积比设定在(0.35~0.5):(0.65~0.5),能高效地对经过萃取前处理得到的萃取液中的9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴含量进行分析,进而确定薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的含量。所得色谱峰峰型尖锐、对称性好,基线波动小,无漂移现象;选择合适的检测器波长,所得色谱峰信号强度合适,便于分析计算,提高分析的准确性。本发明的分析方法灵敏度高,检出限和定量限低,且色谱峰出峰保留时间早,分析效率高,能快速获得分析结果。

以下结合具体实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。可理解,以下实施例所用的仪器和原料较为具体,在其他具体实施例中,可不限于此,例如可不限于使用美国安捷伦科技有限公司的Agilent ZORBAX SB-Aq色谱柱。

9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)标准物质:9,9-双(4-氨基-3-氯苯基),纯度≥98.0%,东京化成工业株式会社;

其他试剂:乙腈、甲醇、丙酮、四氢呋喃和二氯甲烷,均为HPLC级,美国Sigma公司;

高效液相色谱仪:LC-20A高效液相色谱配紫外检测器,日本岛津公司;

色谱柱:Agilent ZORBAX SB-Aq,美国安捷伦科技有限公司;

超声波清洗仪:2300HT,上海安谱科学仪器有限公司;

精密电子分析天平:XA205DU型,感量为0.1mg,瑞士梅特勒公司;

漩涡混合器:XW-80A,上海精科实业有限公司;

超纯水机:Milli-Q,美国millipore公司。

实施例1

1.取薄膜样品,剪碎至试样尺寸小于等于2mm×2mm,准确称取1g试样(精确至0.1mg)放入样品瓶中,向其中加入10mL乙腈,拧紧瓶盖后将样品瓶放入到超声波清洗仪中,在60℃下超声70min。取1mL已冷却的萃取液经0.22μm滤膜过滤后,得到待测样品。

2.设定高效液相色谱仪柱温为40℃,检测波长为200nm,选择水和乙腈为流动相,并设置水和乙腈的体积比为0.4:0.6,流动相流速为1.5mL/min,然后取待测样品10μL进样,进行等度洗脱。

分析结束,得到液相色谱峰,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴保留时间为6.68min,峰型尖锐、对称、不拖尾,主峰附近无干扰峰,能进行准确定量分析,测得样品中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的浓度为10mg/L。

对比例1

1.取薄膜样品,剪碎至试样尺寸小于等于2mm×2mm,准确称取1g试样(精确至0.1mg)放入样品瓶中,向其中加入10mL乙腈,拧紧瓶盖后将样品瓶放入到超声波清洗仪中,在60℃下超声70min。取1mL已冷却的萃取液经0.22μm滤膜过滤后,得到待测样品。

2.设定高效液相色谱仪柱温为40℃,检测波长为200nm,选择水和乙腈为流动相,流动相流速为1.5mL/min,然后取待测样品10μL进样,进行梯度洗脱,梯度设置如下:0~2min内,乙腈的比例为50%;2~5min内,又从50%逐渐增加到80%,并保持5min;10~12min内,比例从80%逐渐降到50%,并保持3min。

分析结束,得到液相色谱峰,在该洗脱条件下,液相色谱的基线会发生波动,整体往上漂移,无法进行准确的定量分析。

对比例2

1.取薄膜样品,剪碎至试样尺寸小于等于2mm×2mm,准确称取1g试样(精确至0.1mg)放入样品瓶中,向其中加入10mL乙腈,拧紧瓶盖后将样品瓶放入到超声波清洗仪中,在60℃下超声70min。取1mL已冷却的萃取液经0.22μm滤膜过滤后,得到待测样品。

2.设定高效液相色谱仪柱温为40℃,检测波长为200nm,选择水和乙腈为流动相,并设置水和乙腈的体积比为0.3:0.7,流动相流速为1.5mL/min,然后取待测样品10μL进样,进行等度洗脱。

分析结束,得到液相色谱峰,在该条件下,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴保留时间仅为3.92min,薄膜样品中干扰峰出峰时间较早,因此待测物过早的保留时间使得分析过程中主峰与干扰峰容易发生重叠,无法进行准确的定量分析。

对比例3

取薄膜样品,剪碎至试样尺寸小于等于2mm×2mm,准确称取1g试样(精确至0.1mg)放入样品瓶中,向其中加入10mL乙腈,拧紧瓶盖后将样品瓶放入到超声波清洗仪中,在30℃下超声70min,萃取效率仅有54%,无法满足测试需求。

对比例4

取薄膜样品,剪碎至试样尺寸小于等于2mm×2mm,准确称取1g试样(精确至0.1mg)放入样品瓶中,向其中加入10mL乙腈,拧紧瓶盖后将样品瓶放入到超声波清洗仪中,在60℃下超声30min,萃取效率仅有65%,无法满足测试需求。

线性方程、相关系数、检出限及定量限的确定:

1.溶液的配制

标准储备液:准确称取标准物质10mg(精确至0.1mg),用乙腈溶解并定容至10mL容量瓶中,得到标准物质1000mg/L储备液,于4℃冰箱中避光保存。

标准工作溶液:用乙腈逐级稀释标准储备液,得到0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L系列标准工作溶液。

2.标准工作曲线的绘制

将标准工作溶液进样,按照实施例1中所述的分析方法进行分析,分析结束后计算峰面积,然后以质量浓度X(mg/L)为横坐标,峰面积Y为纵坐标绘制标准工作曲线,所得线性方程为:Y=7.9×104X+153.7,相关系数为0.9999;在此基础上,以3倍信噪比确定标准物质的检出限为0.011mg/L,以10倍信噪比来确定标准物质的定量限为0.037mg/L。

可见,本分析方法在0.1mg/L~2.0mg/L的线性范围内,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴呈现出很好的线性关系,相关系数为0.9999,检出限和定量限低,灵敏度高。

回收率与精密度的确定:

研究回收率实验通过空白基质加标实验进行,选用不含待测的9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的样品作为空白基质,设定了3个不同的加标浓度水平(0.1mg/L、0.5mg/L、2.0mg/L)。每个加标水平平行测试6次(n=6),进行精密度实验。在3种加标水平下,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴加标回收率为98.2%~100.4%,回收率相对标准偏差不大于2.8%,表明该测试方法准确度较高,可以满足测试要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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