CN112557567B - 聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的气相色谱检测方法 - Google Patents
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Abstract
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)芴的气相色谱检测方法。本发明通过对气相色谱仪进行程序升温,设置初始温度为120℃~180℃,然后以25℃/min~35℃/min的升温速率升温至310℃~330℃并保持6min~8min,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。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。
Description
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)芴的气相色谱检测方法。
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气相色谱仪,所述气相色谱仪的进样口温度为250℃~300℃,所述气相色谱仪的升温程序设定如下:设置初始温度为120℃~180℃,然后以25℃/min~35℃/min的升温速率升温至310℃~330℃并保持6min~8min。
在其中一个实施例中,用质谱仪作为检测器,所述质谱仪的工作条件设定如下:选用电子轰击离子源,离子源温度:220℃~240℃,四级杆温度:120℃~180℃,扫描范围m/z:100~500,选择性离子m/z(3min~结束):290,381,416,417。
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,所述有机溶剂为甲醇、二氯甲烷、丙酮、正己烷、乙腈、甲苯中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述气相色谱仪的色谱柱流量为1mL/min~2mL/min。
在其中一个实施例中,所述色谱柱的主要活性基团为(5%-苯基)-甲基聚硅氧烷。
在其中一个实施例中,所述气相色谱仪的进样模式为不分流。
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,所述气相色谱仪的色谱柱规格为:柱长为12m~60m,膜厚为0.1μm~1.0μm,内径为0.18mm~0.32mm。
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气相色谱仪之前,将所述萃取液过滤,滤膜孔径小于等于0.22μm。
本发明通过对气相色谱仪进行程序升温,设置初始温度为120℃~180℃,然后以25℃/min~35℃/min的升温速率升温至310℃~330℃并保持6min~8min,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,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。
附图说明
图1为实施例1的气相色谱图;
图2为实施例2的气相色谱图;
图3为对比例1的气相色谱图。
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,将萃取液进样至气相色谱仪,气相色谱仪的进样口温度为250℃~300℃,气相色谱仪的升温程序设定如下:设置初始温度为120℃~180℃,然后以25℃/min~35℃/min的升温速率升温至320℃并保持6min~8min,优选地,设置初始温度为140℃~180℃,然后以30℃/min~35℃/min的升温速率升温至320℃并保持6min~7min,更优选地,设置初始温度为160℃~180℃,然后以32℃/min~35℃/min的升温速率升温至310℃~330℃并保持6min,优选地,升温至320℃并保持6min。合适的升温程序有助于样品中各成分更好地分离,使待测物质保留时间附近不会因为存在杂质峰而干扰分析,同时能使色谱峰出峰峰型尖锐,峰宽窄,对称性好,不拖尾,使得分析结果更准确。
在一个具体示例中,用质谱仪作为检测器,质谱仪的工作条件设定如下:选用电子轰击离子源,离子源温度:220℃~240℃,四级杆温度:120℃~180℃,优选地,离子源温度:230℃,四级杆温度:150℃;扫描范围m/z:100~500,选择性离子m/z(3min~结束):290,381,416,417。准确称取市售的9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴标准物质10mg(精确至0.1mg),用甲苯溶解并定容至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;用甲苯稀释标准储备液,得到质量浓度为10.0mg/L的标准工作溶液,对9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的标准工作溶液在m/z 100~500范围内进行全扫描得到总离子流图,选择待测物质特征碎片离子作为定性和定量的目标监测离子。最终选定9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的碎片离子m/z 290、381、416、417作为定性离子,其中碎片离子m/z 416作为定量离子。可以理解,本示例中选择质谱仪作为检测器并非对本方法的检测器选择进行限定,可选地,本方法可以选用气相色谱常用的其他检测器,如热导检测器、电子捕获检测器和氢火焰离子化检测器等。
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,有机溶剂为甲醇、二氯甲烷、丙酮、正己烷、乙腈、甲苯中的至少一种,优选地,选择乙腈作为萃取剂,其平均萃取效率大于等于80%,能较好地满足测试需求;进一步优选地,选择甲苯作为萃取剂,其平均萃取效率大于等于90%,能更好地满足测试需求。
在一个具体示例中,气相色谱仪的色谱柱流量为1mL/min~2mL/min,优选地,色谱柱流量为1.3mL/min~1.7mL/min,更优选地,色谱柱流量为1.4mL/min~1.6mL/min,进一步优选地,色谱柱流量为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,气相色谱仪的进样模式为不分流。
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85%;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90%以上的萃取效率。
在一个具体示例中,气相色谱仪的色谱柱规格为:柱长为12m~60m,膜厚为0.1μm~1.0μm,内径为0.18mm~0.32mm;优选地,柱长为20m~40m,膜厚为0.1μm~0.5μm,内径为0.2mm~0.28mm;更优选地,柱长为30m,膜厚为0.25μm,内径为0.25mm。
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,将萃取液进样至气相色谱仪之前,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气相色谱仪本身造成负面影响。
本发明通过对气相色谱仪进行程序升温,设置初始温度为120℃~180℃,然后以25℃/min~35℃/min的升温速率升温至310℃~330℃并保持6min~8min,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,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。
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 HP-5MS色谱柱,也不限于用质谱仪作为检测器。
9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)标准物质:纯度≥98.0%,东京化成工业株式会社;
其他试剂:甲醇、二氯甲烷、乙腈、甲苯、正己烷、丙酮,均为HPLC级,美国Sigma公司;
气相色谱仪:安捷伦7890B,美国安捷伦科技有限公司;
质谱仪:安捷伦5977B,美国安捷伦科技有限公司;
色谱柱:Agilent HP-5MS(长度30m,膜厚0.25μm,内径0.25mm),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。
实施例1
1.取聚酰亚胺薄膜样品,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甲苯,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.设定气相色谱仪进样口温度为290℃,色谱柱流量为1.5mL/min,升温程序设定如下:设置初始温度为180℃,然后以35℃/min的升温速率升温至320℃并保持6min。
3.用质谱仪作为检测器,质谱仪的工作条件设定如下:选用电子轰击离子源,离子源温度:230℃,四级杆温度:150℃,扫描范围m/z:100~500,选择性离子m/z(3min~结束):290,381,416,417。
分析结束,得到气相色谱峰,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴保留时间为8.97min,样品中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的浓度为0.5mg/L。
实施例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甲苯,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.设定气相色谱仪进样口温度为280℃,色谱柱流量为1.4mL/min,升温程序设定如下:设置初始温度为150℃,然后以25℃/min的升温速率升温至320℃并保持8min。
3.用质谱仪作为检测器,质谱仪的工作条件设定如下:选用电子轰击离子源,离子源温度:230℃,四级杆温度:150℃,扫描范围m/z:100~500,选择性离子m/z(3min~结束):290,381,416,417。
分析结束,得到气相色谱峰,9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴保留时间为14.51min,样品中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的浓度为2mg/L。
对比例1
将色谱柱更换为Agilent DB-5HT(长度15m,膜厚0.1μm,内径0.25mm),其余步骤及设定与实施例1保持一致。结果表明,待测物质约在7.6min处出峰,但色谱峰有明显的拖尾现象,且通过改变色谱条件也无法改善拖尾现象,大大降低了本分析方法的灵敏度和准确性。
对比例2
将色谱柱更换为Agilent DB-624(长度30m,膜厚1.4μm,内径0.25mm),其余步骤及设定与实施例1保持一致。结果表明,由于待测物质沸点较高,在该色谱柱的耐受温度下,没有发现待测物质的色谱峰,无法将该色谱柱用于9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的分析。
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甲苯,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63%,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甲苯,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),用甲苯溶解并定容至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:用甲苯逐级稀释标准储备液,得到0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/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=4.4×105X-1.3×104,相关系数为0.9992;在此基础上,以3倍信噪比确定标准物质的检出限为0.004mg/L,以10倍信噪比来确定标准物质的定量限为0.014mg/L。
可见,本分析方法在0.05mg/L~1.0mg/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0.9992,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(0.05mg/L、0.2mg/L、1.0mg/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99.1%~101.6%,回收率相对标准偏差不大于3.4%,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。
Claims (10)
1.一种聚酰亚胺薄膜中9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
将薄膜样品用甲苯萃取,得到萃取液,将所述萃取液进样至气相色谱仪,所述气相色谱仪的进样口温度为250℃~300℃,所述气相色谱仪的升温程序设定如下:设置初始温度为120℃~180℃,然后以25℃/min~35℃/min的升温速率升温至310℃~330℃并保持6min~8min;
其中,所述气相色谱仪的色谱柱为:Agilent HP-5MS。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,用质谱仪作为检测器,所述质谱仪的工作条件设定如下:选用电子轰击离子源,离子源温度:220℃~240℃,四级杆温度:120℃~180℃,扫描范围m/z:100~500,选择性离子m/z:290,381,416,417。
3.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述薄膜样品的质量与所述甲苯的体积比为1g:(8mL~12mL)。
4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述气相色谱仪的升温程序设定如下:设置初始温度为140℃~180℃,然后以30℃/min~35℃/min的升温速率升温至320℃并保持6min~7min。
5.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述气相色谱仪的色谱柱流量为1mL/min~2mL/min。
6.根据权利要求1~5任一项所述的检测方法,其特征在于,所述气相色谱仪的进样模式为不分流。
7.根据权利要求1~5任一项所述的检测方法,其特征在于,萃取操作为:将所述薄膜样品与所述甲苯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。
8.根据权利要求1~5任一项所述的检测方法,其特征在于,所述薄膜样品的质量与所述甲苯的体积比为1g:10mL。
9.根据权利要求1~5任一项所述的检测方法,其特征在于,所述薄膜样品尺寸小于等于2mm×2mm。
10.根据权利要求1~5任一项所述的检测方法,其特征在于,将所述萃取液进样至所述气相色谱仪之前,将所述萃取液过滤,滤膜孔径小于等于0.22μm。
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Title |
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