CN109298096A - 一种akd蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于分析检测技术领域，公开了一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法。准确称取AKD蜡片样品和甲醇水溶液于顶空瓶中，封盖，然后置于顶空进样器中，以一定的温度间隔进行自动逐步升温，每个温度下平衡一段时间，设置顶空进样器及气相色谱仪操作条件，进行顶空气相色谱检测，记录甲醇的气相色谱信号值；绘制甲醇的气相色谱信号值与温度之间的曲线，所得曲线上的转折点所对应的温度即为AKD蜡片的熔点。采用本发明方法测定AKD蜡片的熔点，省去了传统毛细管方法中繁琐费时的操作步骤，实验结果客观准确，精确度高，操作方便，在短时间内就可以给出检测结果，大大提高了实验效率。

Description

一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法
技术领域
本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法。
背景技术
烷基烯酮二聚体(AKD)，是一种不溶于水的蜡状物质，其分子中含有两个长直碳链，如图1所示。AKD常被用来作为造纸施胶剂以达到抗水的目的。在AKD施胶剂的制备过程中，其熔点是一项重要的检测指标。比如，AKD熔融温度过高(高于其熔点)，可能在冷却阶段引起快速结晶，这导致其乳液的稳定性差；相反，如果熔融温度太低，没有完全融化的块状AKD无疑会影响乳液中AKD颗粒的尺寸分布。如果可以获得AKD熔点的数据信息，可以在其乳液制备的熔融，乳化和均质化过程中提供准确的温度控制策略。因此，开发一种能够准确测定AKD熔点的简单方法对于相关应用中的过程优化和产品质量控制起着重要作用。
传统上，AKD熔点通过毛细管加热结合目视观察方法测量，其中毛细管的长度，内径和壁厚分别为100mm，0.9-1.1mm和0.1-0.15mm。该方法中，首先将加热的AKD熔化样品填充到毛细管(两端开口)中，以达到10mm的液体高度，然后，将冷却毛细管(至少2小时直至AKD完全凝固)后，用橡皮筋将毛细管和温度计包在一起，并浸入水浴中加热。通过观察在加热过程中样品开始在毛细管中熔化的温度来确熔点。显然，该方法操作步骤不仅繁琐且效率低，而且主要由于样品填充不完善而在熔点测量中产生显著误差。
目前，基于热分析的方法，即差示扫描量热法(DSC)技术，经常用在许多应用中测量样品熔点以及相转变温度等。DSC方法的优点不仅在于其样品制备的简单性，而且在测量中也是完全自动化的。然而，DSC方法中的主要问题是其在测量中使用的样品量(5～10mg)。这是因为工业样品的均匀性通常较差，而DSC方法中使用如此小的样品尺寸会使其测得的数据存在代表性问题。因此，DSC的测量重复性较差。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法，包括如下步骤：
(1)样品准备：准确称取AKD蜡片样品和甲醇水溶液于顶空瓶中，封盖；
(2)样品检测：将步骤(1)中顶空瓶置于顶空进样器中，以一定的温度间隔进行自动逐步升温，每个温度下平衡一段时间，设置顶空进样器及气相色谱仪操作条件，进行顶空气相色谱检测，记录甲醇的气相色谱信号值；
(3)结果计算：绘制甲醇的气相色谱信号值与温度之间的曲线，所得曲线上的转折点所对应的温度即为AKD蜡片的熔点。
优选地，步骤(1)中所述顶空瓶的容积为21.6mL，所述AKD蜡片的质量为1.000g，甲醇水溶液浓度为1g/L，体积为4mL。
优选地，步骤(2)中所述自动逐步升温的升温间隔为3℃。
优选地，步骤(2)中所述顶空进样器操作条件为：平衡温度48～90℃，平衡时间为15min，辅助气压力50KPa，顶空瓶中载气平衡时间12s，管路充气时间12s，管路平衡时间3s，环路平衡时间12s。
优选地，步骤(2)中所述气相色谱仪操作条件为：色谱柱温为35℃，保留时间1min；氮气作为载气，FID作为检测器；氮气流量为4.8mL/min，FID检测器温度为250℃。
本测定方法的原理为：顶空气相色谱技术可以有效检测复杂基质样品中挥发性有机物，基本不需要繁琐的预处理步骤。本发明使用甲醇作为示踪剂，通过检测甲醇水溶液在升温过程中释放的甲醇信号来实现。当达到AKD熔点时，液化的AKD覆盖在溶液表面并且完全阻隔了甲醇从溶液到上部顶空的转移。因此，从甲醇的信号随温度的变化图中可以得到一个显著的转折点，其对应的温度即为AKD熔点。该原理示意图如图2所示。
本发明的检测方法具有如下优点及有益效果：
(1)采用本发明方法测定AKD蜡片的熔点，省去了传统毛细管方法中繁琐费时的操作步骤。
(2)采用本发明方法检测AKD蜡片的熔点，实验结果客观准确，精确度高，操作方便，在短时间内就可以给出检测结果，大大提高了实验效率，非常适用于AKD蜡片熔点的检测。
附图说明
图1为AKD分子结构图。
图2为本发明检测方法的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例所使用的仪器设备：自动顶空取样器(Thermo HS TriPlus 300，US)，安捷伦7890气相色谱仪(氢离子火焰检测器，DB-5型毛细管色谱柱，长30m，内径0.53mm)，顶空瓶，硅胶隔垫(配套铁盖)。
实施例
本实施例测定5种市售AKD蜡片的熔点，具体测定步骤如下：
(1)样品准备：向顶空瓶中加入浓度为1g/L的甲醇水溶液4mL后，准确称取1.000g的AKD蜡片于顶空瓶(21.6mL)中，立即封盖。
(2)样品检测：将(1)中制备好的样品瓶置于顶空进样器中，以3℃作升温间隔进行自动逐步升温，设置顶空进样器及气相色谱仪操作条件(顶空进样器操作条件是：平衡温度48℃-90℃，样品平衡时间为15min，辅助气压力50KPa，顶空瓶中载气平衡时间12s，管路充气时间12s，管路平衡时间3s，环路平衡时间12s；气相色谱操作条件：色谱柱温为35℃，保留时间1min，氮气作为载气，氮气流量为4.8mL/min，FID检测器温度为250℃)，进行顶空气相色谱检测，记录甲醇的气相色谱信号值。
(3)结果计算：将步骤(2)得到的甲醇气相色谱信号值与温度作图，得到一个显著的转折点，即为AKD蜡片的熔点。
采用本方法(HS-GC)计算出5种市售AKD蜡片的熔点，并和差示扫描量热仪(DSC)检测结果进行对比，结果如表1所示。本方法的测定重复性实验如表2所示。
表1
*AKD样品在检测之前已经研磨均匀。
表2
由表1可以看出，尽管本发明方法和DSC方法的检测结果相对误差最高达到7.16％，但是DSC方法本身的误差(检测不确定性)是本方法的10倍左右；从表2可以看出本方法的RSD<0.68％。因此。本发明的检测方法客观准确，精确度高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)样品准备：准确称取AKD蜡片样品和甲醇水溶液于顶空瓶中，封盖；
(2)样品检测：将步骤(1)中顶空瓶置于顶空进样器中，以一定的温度间隔进行自动逐步升温，每个温度下平衡一段时间，设置顶空进样器及气相色谱仪操作条件，进行顶空气相色谱检测，记录甲醇的气相色谱信号值；
(3)结果计算：绘制甲醇的气相色谱信号值与温度之间的曲线，所得曲线上的转折点所对应的温度即为AKD蜡片的熔点。
2.根据权利要求1所述的一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法，其特征在于：步骤(1)中所述顶空瓶的容积为21.6mL，所述AKD蜡片的质量为1.000g，甲醇水溶液浓度为1g/L，体积为4mL。
3.根据权利要求1所述的一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法，其特征在于：步骤(2)中所述自动逐步升温的升温间隔为3℃。
4.根据权利要求1所述的一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法，其特征在于步骤(2)中所述顶空进样器操作条件为：平衡温度48～90℃，平衡时间为15min，辅助气压力50KPa，顶空瓶中载气平衡时间12s，管路充气时间12s，管路平衡时间3s，环路平衡时间12s。
5.根据权利要求1所述的一种AKD蜡片熔点的自动化顶空气相色谱测定方法，其特征在于步骤(2)中所述气相色谱仪操作条件为：色谱柱温为35℃，保留时间1min；氮气作为载气，FID作为检测器；氮气流量为4.8mL/min，FID检测器温度为250℃。
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