一种塑料中双酚类抗氧剂的定性定量分析方法技术

本发明专利技术公开了一种塑料中双酚抗氧剂的定性定量分析方法，所述分析方法是将塑料溶解在四氢呋喃中，通过添加吸附剂，于水相中富集双酚抗氧剂(如2,2

【技术实现步骤摘要】
一种塑料中双酚类抗氧剂的定性定量分析方法


[0001]本专利技术涉及一种高分子聚合物中添加剂的富集和检测方法，特别涉及一种塑料中双酚抗氧剂的定性定量分析方法。

技术介绍

[0002]塑料，是指通过缩聚或加聚反应聚合而成的高分子化合物，其质轻、化学性质稳定、耐腐蚀、易成型、加工成本低，普遍应用于电子、电器、汽车、建筑、包装、医疗器械、日用百货以及食品等方面。
[0003]但是，多数塑料耐温性差、容易老化，比如聚碳酸酯树脂(PC)是一种生物可降解材料，其综合性能方面表现优异，抗冲击性、透明性和尺寸稳定性表现突出，使用温度范围宽，机械强度和电绝缘性优良，目前，是五大通用工程塑料之一，其产量和消费量占据工程塑料第一位。因生物相容性好，可手术缝合线、骨固定材料以及药物控制释放等领域。然而，PC分子链中存在的碳酸酯键对水和热敏感，在高温有氧及潮湿环境下经水解、醇解等过程，降解成中性二元醇/酚和二氧化碳，严重影响其性能。目前市面上的PC制品都需要加入不同抗氧剂体系提高其加工稳定性。
[0004]双酚类抗氧剂，如2,2
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亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和2,2
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亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚)是一种通用型强力受阻酚类抗氧剂，熔点高，挥发性弱，对于热、氧引起的老化以及光辐射造成的表面龟裂老化有较好的防护作用，能钝化变价的金属离子，且其致色性弱，因此广泛地应用于多种塑料、橡胶、乳胶和石油制品中。通常添加量为0.1-1.0％，可赋予成品优良的抗氧化性，延长成品的使用寿命。r/>[0005]然而，有数据表明，2,2
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亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的LD50为6.5g/kg，当其添加量过量时，由其迁移溶出过程，会给人体的健康及水资源的安全带来威胁。目前，国内外在食品包装材料对2,2
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亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的使用量做了相关规定。国内已建立《GB/T 9685-2016食品安全国家标准食品接触材料及制品用添加剂使用标准》，详细规定了2,2
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亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的限量要求：聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)≤0.1％，聚苯乙烯(PS)≤0.4％、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)≤0.6％、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)≤2％、聚甲醛(POM)≤0.5。美国食品和药物管理局规定其在聚烯烃中的最大用量与中国相同，但是强调制品不得接触表面含油脂的食品。日本的规定则为：PE和PP≤0.1％、PS≤0.4％、AS≤0.6％、ABS≤2％、聚氯乙烯(PVC)≤2％。
[0006]目前国内外尚无相关的标准检测方法来规范塑料制品中双酚类抗氧剂的定性定量分析，特别是使用量越来越大的生物可降解PC制品，均未有任何规定。为了人类的健康以及水资源的安全，急切需要建立相关检测方法。双酚类抗氧剂在PC制品中的添加量比较低，需使用大量有机溶剂才能从基体材料中有效分离，从而防止基底物质的干扰。然而，目前已建立的塑料制品中抗氧剂的测试方法基本都是先将制品低温研细后，用有机溶剂提取，其过程复杂，且需要消耗较多有机溶剂。因此建立一种快速、高效、便捷、有机溶剂定性定量分析方法成为一种趋势。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种快速、高效、便捷、有机溶剂使用量少的塑料中受阻酚型双酚类抗氧剂的定性定量分析方法，以解决现有技术中前处理复杂，基底干扰严重的问题,同时，为高分子材料中添加剂的定量检测提供一种分析思路。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种塑料中双酚类抗氧剂的定性定量分析方法，按照以下步骤进行操作，
[0009]a、取塑料树脂样品，用剪刀剪碎后转移至100mL锥形瓶中，加入四氢呋喃溶解样品；
[0010]b、待锥形瓶中样品溶解完全后，加入超纯水和吸附剂，调节pH至9，常温下搅拌萃取4h后，过滤；
[0011]c、过滤后的固体转移至50mL锥形瓶中，加入甲醇溶液，搅拌解吸0.5h，解吸完成后，过滤，用少量甲醇冲洗吸附剂后合并至解吸液中，精确测定总溶液体积V,再取适量解吸液，用0.22μm膜过滤后直接进行高效液相色谱定性和定量分析；
[0012]d、以空锥形瓶为参照，重复上述步骤a至c，制作空白，其浓度记为C0；
[0013]e、最后使用外标法定量。
[0014]优选的，所述步骤b中吸附剂的制备方法如下：
[0015]第一步、分别移取4-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯溶于正丙醇/1,4二丁醇(3:2，V/V)混合溶液中，混合均匀后加入偶氮二异丁腈,超声分散20min后，通氮气除氧10min，倒入反应器中，70℃条件下密闭反应12h；
[0016]第二步、聚合反应完成后，取出固体，研磨粉碎，过100目筛；
[0017]第三步、将过筛后的粉末浸泡在甲醇中活化12h，使用时从甲醇中取出，过滤干燥，用于后续待测物的富集分析。
[0018]优选的，所述步骤c中，使用高效液相色谱定性和定量分析，其测试条件为：色谱柱：C18(250mm
×
4.6mm，5μm)；流动相：水(A)-乙腈(B)(梯度洗脱程序：0-10min，30％B；10-15min，70％B；15-20min，30％B)；流速：0.7mL/min；柱温：30℃；进样体积：20μL；检测波长：275nm,检测器：二极管阵列,其保留时间作为定性依据，峰面积响应作为定量依据。
[0019]优选的，所述步骤a中塑料树脂为聚碳酸酯、聚丙烯或能被上述有四氢呋喃溶解的塑料树脂。
[0020]优选的，所述的受阻酚型双酚抗氧剂为具备双酚羟基的抗氧剂,其包括2,2
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亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2
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亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚)。
[0021]优选的，所述步骤b中吸附剂富集完成后，不经甲醇解吸过程，直接过滤干燥吸附剂后，用扫描电子显微镜测试其表面形貌特征，用傅里叶变换红外测试其所含官能团。
[0022]优选的，所述吸附剂制备完成后，用扫描电子显微镜测试其表面形貌特征，用傅里叶变换红外测试其所含官能团。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果。
[0024](1)样品前处理过程简单，只需用剪刀剪碎即可。
[0025](2)通过制备特定吸附剂，开发出一种高效的富集方法，方法快速且便捷，基底干扰小，易实现批量化测试。
[0026](3)富集过程使用到的有机溶剂少，解吸过程仅需0.5h即可完成，操作方法便捷快
速，且易于实现批量化处理。
[0027](4)常温下可实现对双酚类抗氧剂的定性定量分析。
附图说明
[0028]图1本专利技术吸附剂吸附2,2
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亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚)前后的扫描电镜图与红外谱图。
[0029]图2为本专利技术解吸液中2,2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑料中双酚类抗氧剂的定性定量分析方法，其特征在于：按照以下步骤进行操作，a、取塑料树脂样品，用剪刀剪碎后转移至100mL锥形瓶中，加入四氢呋喃溶解样品；b、待锥形瓶中样品溶解完全后，加入超纯水和吸附剂，调节pH至9，常温下搅拌萃取4h后，过滤；c、过滤后的固体转移至50mL锥形瓶中，加入甲醇溶液，搅拌解吸0.5h，解吸完成后，过滤，用少量甲醇冲洗吸附剂后合并至解吸液中，精确测定总溶液体积V,再取适量解吸液，用0.22μm膜过滤后直接进行高效液相色谱定性和定量分析；d、以空锥形瓶为参照，重复上述步骤a至c，制作空白，其浓度记为C0；e、最后使用外标法定量。2.根据权利要求1所述的一种塑料中双酚类抗氧剂的定性定量分析方法，其特征在于：所述步骤b中吸附剂的制备方法如下：第一步、分别移取4-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯溶于正丙醇/1,4二丁醇(3:2，V/V)混合溶液中，混合均匀后加入偶氮二异丁腈,超声分散20min后，通氮气除氧10min，倒入反应器中，70℃条件下密闭反应12h；第二步、聚合反应完成后，取出固体，研磨粉碎，过100目筛；第三步、将过筛后的粉末浸泡在甲醇中活化12h，使用时从甲醇中取出，过滤干燥，用于后续待测物的富集分析。3.根据权利要求1所述的一种塑料中双酚类抗氧剂的定性定量分析方法，其特征在于：所述步骤c中，使用高效液相色谱定性和定量分析，其测...

【专利技术属性】
技术研发人员：林福华，张咪，张惠芳，代燕琴，王克智，李训刚，张鸿宇，王晶，唐钰，刘凤玉，王冉，杨树竹，李少阳，王晨，吕伯璋，毛晨曦，张建军，李向阳，
申请(专利权)人：山西省化工研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：