胶粘剂中苯系物含量的检测方法研究

胶粘剂中苯系物含量的检测方法研究

1周元圣  2张俊

1苏州市产品质量监督检验院  江苏苏州 215000

2苏州市兴邦化学建材有限公司  江苏苏州 215000

摘要：随着胶粘剂在各个领域的广泛应用，其所含苯系物对人体健康和环境的潜在危害日益受到关注。本文旨在深入研究胶粘剂中苯系物含量的检测方法，对比不同检测技术的原理、优缺点及适用范围，并通过实验验证优化检测条件。结果表明，气相色谱法（GC）与气相色谱-质谱联用法（GC-MS）在准确性和灵敏度方面表现突出，为胶粘剂质量控制及环保标准制定提供有力依据。

关键词：胶粘剂；苯系物；检测方法；气相色谱；气相色谱-质谱联用

引言：胶粘剂作为一种重要的工业原料，广泛应用于建筑、家具、汽车制造、包装等众多行业，起着连接、密封、固定等关键作用。然而，部分胶粘剂在生产过程中可能会使用含苯系物的原材料，如苯、甲苯、二甲苯等。这些苯系物具有挥发性，在胶粘剂使用过程中会逐渐释放到空气中，人体长期接触低浓度苯系物可引发头晕、乏力、失眠等神经系统症状，高浓度暴露甚至可能导致白血病等严重疾病，同时也会对大气环境造成污染。因此，准确检测胶粘剂中苯系物含量具有极其重要的现实意义，是保障产品质量安全、维护公众健康与生态环境的必要手段。

一、苯系物的性质与危害

苯系物通常包括苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯等单环芳烃化合物。它们在常温常压下多为无色透明液体，具有特殊芳香味，易挥发，难溶于水，可溶于有机溶剂。苯是已知的致癌物，可通过呼吸道、皮肤等途径进入人体，影响骨髓造血功能，诱发再生障碍性贫血、白血病等血液系统疾病。甲苯、二甲苯等虽毒性相对苯较弱，但长期接触同样会对神经系统、肝脏、肾脏等造成损害，如引起记忆力减退、肝肾功能异常等，并且在大气中，苯系物参与光化学反应，形成臭氧等二次污染物，加剧空气污染。

二、常见检测方法原理

（一）气相色谱法（GC）

气相色谱法基于不同物质在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离检测。载气（一般为氮气、氦气等惰性气体）携带经气化的胶粘剂样品进入色谱柱，色谱柱内填充的固定相使样品中的各组分以不同速度移动，实现分离。分离后的各苯系物组分依次进入检测器，如火焰离子化检测器（FID），根据组分在检测器中产生的电信号强度与浓度成正比的关系，绘制色谱图，依据保留时间定性，峰面积定量。

（二）气相色谱-质谱联用法（GC-MS）

GC-MS结合了气相色谱的分离能力与质谱的定性鉴别优势。样品先经气相色谱分离，随后进入质谱仪，在质谱仪中，各组分分子被离子化，形成具有不同质荷比（m/z）的离子，这些离子按质荷比大小被分离、检测，得到质谱图。通过与标准谱库比对质谱图中的特征离子峰、分子离子峰等信息，可准确鉴定苯系物种类，同时利用色谱峰面积结合内标法或外标法进行定量分析，该方法具有极高的灵敏度与定性准确性。

（三）高效液相色谱法（HPLC）

对于一些难挥发、热稳定性差的胶粘剂样品，HPLC是可选方法。它以液体为流动相，高压泵使流动相携带样品通过装有固定相的色谱柱，依据样品组分在两相间的分配、吸附等作用差异分离。分离后的组分流经紫外检测器或荧光检测器等，利用组分对特定波长光的吸收或发射特性产生信号，根据峰面积、保留时间进行定性定量分析，不过其分离速度相对GC较慢，流动相消耗较大。

三、实验部分

（一）实验仪器与试剂

1.仪器

气相色谱仪（配备FID检测器）、气相色谱-质谱联用仪、高效液相色谱仪（带紫外检测器）。

顶空进样器：用于对胶粘剂样品中挥发性苯系物进行预处理，使样品在密闭体系中达到气液平衡，取顶部气体进样，减少基质干扰。

分析天平：精确称量样品。

容量瓶、移液管等常规玻璃仪器。

2.试剂

苯、甲苯、二甲苯等标准品（纯度≥99%）：用于绘制标准曲线。

正己烷、乙酸乙酯等有机溶剂：作为样品稀释剂，要求纯度高，无苯系物残留。

内标物（如正丙苯，用于GC-MS内标法分析）：选择性质稳定、与苯系物分离良好且在检测器上响应合适的化合物。

（二）样品前处理

1.称取适量胶粘剂样品（精确至0.0001g），置于顶空瓶中，加入一定量稀释剂，密封后轻轻摇匀，使样品充分溶解或分散。对于高粘度胶粘剂，可适当加热（温度控制在样品不分解、苯系物不挥发损失的范围内）辅助溶解。

2.将顶空瓶置于顶空进样器中，按照设定的平衡温度（如80℃-120℃）、平衡时间（30min-60min）进行预处理，使苯系物在气液两相达到平衡，确保进样的代表性与重复性。

（三）检测条件优化

1.气相色谱条件

色谱柱：选择弱极性或中等极性毛细管柱，如DB-5（30m×0.25mm×0.25μm），既能保证苯系物良好分离，又有较快分析速度。

载气流速：通过实验优化，一般氮气载气流速设定在1.0mL/min-2.0mL/min，保证峰形尖锐，分离度满足要求。

柱温程序：初始温度40℃，保持5min，以5℃/min-10℃/min升温至150℃，可使苯系物按沸点顺序依次出峰，且峰分离效果佳。

进样口温度：200℃-250℃，确保样品瞬间气化，减少进样歧视。

检测器温度：250℃-300℃，维持FID稳定检测。

2.气相色谱-质谱联用条件

气相色谱部分条件类似上述GC优化参数，质谱仪部分：离子源采用电子轰击源（EI），能量70eV；离子源温度230℃；扫描范围m/z30-300，涵盖苯系物主要离子峰，可采集到丰富的质谱信息用于准确鉴定。

3.高效液相色谱条件

色谱柱：C18反相柱（250mm×4.6mm×5μm），对苯系物有良好保留与分离性能。

流动相：甲醇-水（如60:40，v/v），根据样品分离情况微调比例，流速1.0mL/min，保证压力稳定，分离效果好。

柱温：室温或适当控温（如30℃），减少温度波动对分离的影响。

紫外检测波长：254nm，苯系物在此波长有较强吸收。

（四）标准曲线绘制与样品测定

1.分别准确称取不同质量的苯系物标准品，用稀释剂配制成一系列浓度梯度的混合标准溶液，如苯浓度为1mg/L-100mg/L，甲苯、二甲苯等类似，每个浓度平行配制3份。

2.按选定的检测方法及优化条件对标准溶液进行测定，以峰面积（GC、HPLC）或峰面积与内标峰面积比值（GC-MS内标法）为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线，线性回归方程相关系数应≥0.995。

3.将处理好的胶粘剂样品按相同条件进样检测，依据标准曲线计算样品中苯系物含量，重复测定3次取平均值，确保结果可靠性。

四、结果与讨论

（一）方法的线性范围与检出限

经实验测定，GC法对苯系物的线性范围一般在0.5mg/L-200mg/L，检出限（以信噪比S/N=3计）可达0.05mg/L-0.2mg/L；GC-MS法线性范围更宽，约0.1mg/L-500mg/L，检出限低至0.01mg/L-0.05mg/L，凭借其高灵敏度可检测痕量苯系物；HPLC法线性范围相对较窄，0.5mg/L-100mg/L，检出限0.1mg/L-0.5mg/L，适用于特定难挥发样品分析，且在低浓度段准确性稍逊于前两者。

（二）方法的精密度与回收率

对同一胶粘剂样品进行多次重复测定，GC法精密度相对标准偏差（RSD）在2%-5%，GC-MS法RSD为1%-3%，表明方法重复性良好，仪器稳定性高。通过向已知苯系物含量的样品中添加不同水平标准品进行回收率实验，GC法回收率在85%-105%，GC-MS法回收率可达90%-110%，说明方法准确性可靠，能满足定量分析要求，HPLC法回收率在80%-100%，受样品基质与分离条件影响较大。

（三）实际样品检测结果对比

采集市场上不同品牌、用途的胶粘剂样品，分别用三种方法检测苯系物含量。结果显示，部分建筑用胶粘剂苯系物含量较高，个别样品苯含量超出国家标准限值（如室内用胶粘剂苯含量不得超过0.05g/kg），而家具、包装用胶粘剂中甲苯、二甲苯相对含量较多，不同检测方法所得结果基本一致，但GC-MS在复杂样品中定性定量更精准，能检测出微量杂质苯系物成分，为产品质量监管提供详细数据支持。

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