摘要：本文探討了溶劑型涂料中甲苯+二甲苯+乙苯含量測(cè)定方法，針對(duì)建筑工程領(lǐng)域的檢測(cè)設(shè)備對(duì)該方法的測(cè)試條件及步驟進(jìn)行改進(jìn)和細(xì)化，建立了適合工程分析的苯系物測(cè)試方法。

關(guān)鍵詞：頂空氣相色譜法；溶劑型涂料；苯系物

中圖分類號(hào)：X131 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）03-0132-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.076

Abstract： In this paper， the method for the determination of toluene， xylene and ethylbenzene in solvent-borne coatings was discussed. The testing conditions and steps of this method were improved and refined according to the testing equipment in the field of construction engineering. Test Methods.

Key words： Headspace gas chromatography； Solvent-borne coatings； Benzene series

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民居住條件有了顯著改善，房屋裝修及其帶來的室內(nèi)環(huán)境污染也日益被公眾關(guān)注。在民用建筑室內(nèi)空氣污染控制規(guī)范的五項(xiàng)指標(biāo)中TVOC（總揮發(fā)性有機(jī)化合物）主要來源于裝飾裝修中各種涂料、粘合劑及各種人造材料等。材料中和工程上的甲苯、二甲苯的使用量很大，GB 50325-2010規(guī)范中首次增加了溶劑型涂料中苯系物的測(cè)定，從建設(shè)施工的材料源頭加以控制。

本文采用靜態(tài)頂空氣相色譜法測(cè)定溶劑型涂料中甲苯、乙苯和o，m，p-二甲苯含量，頂空氣相色譜法一般分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)頂空氣相色譜，本文利用靜態(tài)頂空原理測(cè)定。當(dāng)頂空瓶中樣品上面的蒸汽壓相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，峰面積的大小與樣品上方的揮發(fā)性組分蒸汽壓成正比。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

GC SP3420氣相色譜儀附FID檢測(cè)器，SE-30毛細(xì)管柱（長(zhǎng)度30m，內(nèi)徑0.32mm），配頂空進(jìn)樣器HS-6500，TVOC色譜工作站；1ul、5ul、10ul、50ul進(jìn)樣器；萬分之一天平；甲苯（純度99.5%）、乙苯（純度99%）、0-二甲苯（純度99.2%）、m-二甲苯（純度99.5%）、p-二甲苯（純度99.5%），均由國藥集團(tuán)采購；硅油（200～350u）；20mm×70mm的定量濾紙條；20mL頂空瓶。

1.2 頂空進(jìn)樣條件

頂空加壓：0.20min；填充定量環(huán)：0.20min；定量環(huán)平衡：0.05min；頂空進(jìn)樣：1min；頂空加壓壓力：0.04MPa；頂空載氣壓力：0.06Mpa；定量管溫度70℃；傳輸線：100℃。

1.3 氣相色譜條件

柱操作條件為程序升溫，初始溫度50℃，保持10min，升溫速率10℃/min至100℃后20℃/min升溫至250℃，保持2min；汽化室250℃，分流比50：1；檢測(cè)器：FID，260℃，增益10-10。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

根據(jù)GB50325-2010附錄C.2需要含苯為20.00mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以及濃度均為500.00mg/mL的甲苯、二甲苯、乙苯（單組分）標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.5 樣品測(cè)定

（1）標(biāo)準(zhǔn)系列制備：取5只頂空瓶，將濾紙條放入頂空瓶后密封；用微量注樣器準(zhǔn)確吸取適量的標(biāo)準(zhǔn)溶液使甲苯、二甲苯、乙苯（單組分）的含量均分別為2.00mg、5.00mg、10.00mg、25.00mg、50.00mg。（2）樣品制備：取裝有濾紙條的頂空瓶稱重，后將樣品（約0.2g）涂在濾紙條上，密封后稱重，差值為樣品質(zhì)量，均精確到0.0001g。（3）將上述標(biāo)準(zhǔn)品系列及樣品，至于40℃恒溫箱中平衡4h并取0.20mL頂空氣作氣相色譜分析，記錄峰面積。（4）應(yīng)以峰面積為縱坐標(biāo)，分別以甲苯、二甲苯、乙苯質(zhì)量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。（5）從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品中甲苯、二甲苯、乙苯質(zhì)量。以樣品中所含甲苯+二甲苯+乙苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算樣品中苯系物的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度選擇

經(jīng)查實(shí)，20℃甲苯、乙苯、0-二甲苯、m-二甲苯、p-二甲苯色譜純物質(zhì)的濃度分別為866mg/mL、867mg/mL、880 mg/mL、864 mg/mL、861 mg/mL。本規(guī)范中規(guī)定的500.00mg/mL是濃度比較高的標(biāo)準(zhǔn)溶液。目前市場(chǎng)上無此溶液出售，本文采用無溶劑色譜純物質(zhì)直接進(jìn)樣制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)系列制備及進(jìn)樣量的選擇

依規(guī)范本文用甲苯等色譜純物質(zhì)分別制作標(biāo)準(zhǔn)曲線、當(dāng)進(jìn)樣量分別為2uL、5uL、10uL、25uL、50uL時(shí)，20mL頂空瓶，40℃平衡4h時(shí)，從5uL開始裝有各單組份苯系物頂空瓶蓋下方均有液滴出現(xiàn)，進(jìn)樣量和峰面積無法成線性關(guān)系。依據(jù)靜態(tài)頂空的原理及氣液平衡原理可知[1]，當(dāng)液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時(shí)，隨著蒸發(fā)地進(jìn)行，空間蒸汽分子的密度不斷增大，當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入空間的分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時(shí)，則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動(dòng)平衡狀態(tài)，這時(shí)雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行，但空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時(shí)的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。飽和狀態(tài)下的液體成為飽和液體，其對(duì)應(yīng)的蒸汽為飽和蒸汽，壓力成為飽和蒸汽壓。若瓶下方出現(xiàn)液滴則表明此時(shí)氣液動(dòng)態(tài)平衡，頂空瓶上方的苯系物密度保持不變.本文采取減少進(jìn)樣量重新制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，將進(jìn)樣量確定在0.5uL、1.0uL、1.5uL、2.0uL時(shí)各標(biāo)線的線性回歸率R均在0.999以上。如 表1苯系物質(zhì)量與響應(yīng)值曲線所示。

2.3 平衡溫度及時(shí)間的選擇

頂空分析法的原理是基于Raoult定律，氣相中各組分的分壓不僅受溫度的影響，而且和平衡時(shí)間有密切關(guān)系。本規(guī)范中設(shè)定40℃平衡4h較合理。對(duì)于平衡時(shí)間，本文根據(jù)苯系物的沸點(diǎn)，選擇待測(cè)組份中沸點(diǎn)最高出峰時(shí)間最晚的鄰二甲苯進(jìn)樣分析，分別測(cè)定同樣進(jìn)樣量2uL時(shí)平衡1h、2h、3h、4h時(shí)，鄰二甲苯的響應(yīng)值，結(jié)果表明，對(duì)于純物質(zhì)的苯系物樣品在平衡1h后已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，四次進(jìn)樣響應(yīng)值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為7.8%。各平衡條件下的峰面積見表2。

2.4 實(shí)際樣品的定性和定量

取約0.2g樣品于20mL頂空瓶中，在本文2.2及2.3的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行分析，實(shí)際樣品的定性可以通過頂空進(jìn)樣一定濃度的混合標(biāo)樣來定性確認(rèn)各組份，對(duì)6種溶劑型涂料按上述方法檢測(cè)，結(jié)果表明溶劑型涂料均含有大量的甲苯，乙苯和二甲苯。為使樣品的響應(yīng)值在線性范圍內(nèi)，本文參考文獻(xiàn)[2]，選用硅油（200～350u）作為溶劑來稀釋樣品后再取樣進(jìn)樣，樣品1和2、3和4、5和6為分別為三個(gè)廠家的同種樣品的平行測(cè)試，平均相對(duì)偏差均小于5%。樣品3數(shù)據(jù)見下圖，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果見表3～表4。

3 結(jié)論

本文針對(duì)GB50325-2010附錄 C.2溶劑型涂料中苯系物的測(cè)定方法[3]，通過具體試驗(yàn)，在驗(yàn)證規(guī)范中標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)樣量、平衡時(shí)間及溫度選擇上提出優(yōu)化方案[4]，使規(guī)范在實(shí)際工程樣品分析中具有可操作性，并對(duì)實(shí)際高含量樣品通過選擇適合溶劑稀釋減少取樣量的方法準(zhǔn)確測(cè)定，取得較好結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]武杰 龐增義.氣相色譜儀器系統(tǒng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.837.

[2]張偉亞，李英，劉麗，許德珍，楊左軍，王成云.頂空進(jìn)樣氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定涂料中12種鹵代烴和苯系物[J].分析化學(xué)，2003，（02）：212.

[3]]張立江. 頂空色譜法測(cè)定硫醇、硫醚類物質(zhì)的研究[D].北京：華北電力大學(xué)（河北）.2005.

[4]李英，劉麗，吳景武，劉志紅，李彬.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定聚氯乙烯塑料中7種增塑劑[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊(cè)），2008，44（9）：843.

收稿日期：2018-01-11

作者簡(jiǎn)介：薛潔（1981-），女，本科，中級(jí)，研究方向?yàn)閼?yīng)用化學(xué)、環(huán)境化學(xué)。