气相色谱-质谱法测定橡胶样品中甲基环硅氧烷含量
气相色谱-质谱法测定橡胶样品中甲基环硅氧烷含量
橡胶作为一种重要的高分子材料，在汽车制造、建筑、医疗、电子产品等多个行业都有广泛应用。然而，橡胶制品中的一些化学成分，如甲基环硅氧烷，可能对环境和人体健康造成潜在危害。本文介绍了一种使用气相色谱-质谱法（GC-MS）测定橡胶样品中甲基环硅氧烷含量的实验方法，为相关领域的研究人员提供参考。
实验背景
在化学工业与材料科学的广阔领域中，橡胶作为一种重要的高分子材料，广泛应用汽车制造、建筑、医疗、电子产品等多个行业。然而，橡胶制品中的一些化学成分及其可能带来的环境影响。其中，甲基环硅氧烷以其优异的热稳定性、化学稳定性和低表面张力等特性，在化妆品、个人护理产品、润滑剂及某些橡胶加工助剂中得到了广泛应用。然而，甲基硅氧烷具有环境持久性、生物易累积和生物毒性，通过对橡胶样品进行详细的化学分析，可以确保其甲基环硅氧烷含量控制在安全范围内，从而减少对环境的负面影响。
鉴于甲基环硅氧烷对环境和健康的潜在危害，建立有效的检测与监控机制显得尤为重要。目前，常用的检测方法包括气相色谱法、气相色谱-质谱联用法等，这些方法具有高灵敏度、高选择性和高准确性的优点，能够实现对橡胶样品中甲基环硅氧烷的准确定量分析。本文依据国家标准GB/T 28112-2011中气相色谱-质谱法测定橡胶样品中甲基环硅氧烷的实验方法，并经过检测条件的优化，建立了东西分析GC-MS 3250型气相色谱（四级）质谱联用仪测定的方法，可供相关人员参考。
实验部分
仪器设备与试剂
- GC-MS 3250型气相色谱（四级）质谱联用仪
- 分析天平
- 超声波仪
- 移液枪
- 移液管
试剂
- 甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、正丙醇、正丁醇和叔丁醇标准物质
- 实验用水
仪器条件
气相色谱仪条件
- 色谱柱：Equity-5（30m×0.25mm×0.25μm)石英毛细管柱
- 载气：高纯氦气
- 进样方式：恒流模式，柱流量：1 mL/min，不分流进样
- 进样量：1μL，55s后打开分流阀
- 分流流量：40 mL/min
- 进样口：280℃
- 柱箱温度：50℃保持1min，然后以10℃/min升至300℃,保持10min
质谱仪条件
- 离子源：EI源
- 电子能量：70eV
- 离子源温度：200℃
- 接口温度：290℃
- 扫描方式：全扫描
- 扫描范围：50u~450u，溶剂峰时间：4min
- 采集时间：4min-36min
- 扫描周期：0.5s
- 电子倍增器高压：550V
样品前处理
标样配置
① 内标物萃取液的配制：用分析天平准确称取0.1g十二烷和十四烷于25mL容量瓶中，用丙酮溶解并定容至刻度，摇匀，即为4000mg/L内标物标准储备液。然后准确移取0.5mL 4000mg/L内标物标准储备液于50mL容量瓶中，丙酮定容至刻度，摇匀，即为40mg/L的内标物萃取液。
② 标准使用溶液配制：用分析天平分别称取0.05g八甲基环四硅氧烷、十甲基环戊硅氧烷、十二甲基环己硅氧烷标准品于25mL容量瓶中，用丙酮溶解并定容至刻度，摇匀即为2000mg/L标准储备溶液。移取1ml 2000mg/L甲基环硅氧烷标准储备液于10ml容量瓶中，丙酮定容至刻度，摇匀，即为200μg/mL的标准中间溶液。分别移取0.05mL、0.2mL、0.5mL、1mL、2mL 的200μg/mL甲基环硅氧烷标准中间液和1mL 400mg/L内标物中间液于10mL容量瓶中， 丙酮定容至刻度，摇匀，即为1、4、10、20、40μg/ml的标准系列使用溶液，内标物浓度均为40μg/mL。
样品处理
将适量样品置于干净的玻璃板上，用剪刀或小刀将样品剪成小块状，称取0.5g样品（可根据样品浓度适量增减）于具塞锥形瓶或者螺纹口玻璃瓶（带盖和PTFE硅橡胶垫）等合适体积的玻璃瓶中，加入2.5g无水硫酸钠，用干净的粗而平的玻璃棒挤压搅拌后，用移液管准确加入5mL 40mg/L内标物萃取液，加入内标物萃取液的过程中同时冲洗下玻璃棒，盖上盖子，摇匀后放置过夜，再放入超声波仪中超声30min，摇匀，取上层有机相经0.45μm一次性有机系过滤头过滤，滤液置于2ml的带盖小样品瓶中，待进GC-MS分析。
实验结果
样品谱图
甲基环硅氧烷标样谱图
样品1谱图
样品2谱图
样品3谱图
分析结果
单位：mg/kg
实验总结
本文参考GB/T 28112-2011标准方法，采用气相色谱质谱联用仪建立了同时测定橡胶样品中八甲基环四硅氧烷（D4）、十甲基环五硅氧烷（D5）、十二甲基环六硅氧烷（D6）三种甲基环硅氧烷的检测方法，以十二烷或者十四烷作为内标物校正，在测定的浓度范围内目标化合物的线性相关系数均≥0.999，线性关系和精密度良好，满足其相关检测要求。