氨纶纤维中残留溶剂DMAc的检测方法研究

1氨纶纤维中残留溶剂DMAc的检测方法研究摘要：为建立气相色谱法测定氨纶纤维中DMAc含量的方法，采用AgilentDB-1（30m*0.53mm*1μm）毛细管色谱柱、FID检测器、外标法探索了检测条件。结果表明：在起始温度为100℃，维持5分钟，以每分钟20℃的速率升温至170℃，维持3分钟，进样口温度为180℃，检测器温度为200℃条件下，各色谱峰有较好的分离效果。DMAc在0～3.2mg/ml范围内呈现良好的线性关系，该方法准确可靠，可用于氨纶纤维中DMAc含量的检测。关键词：氨纶；残留溶剂；检测；气相色谱TestmethodstudyofresidualsolventN,N-dimethylacetamideinspandexfiberAbstract：ForbuildingthemethodofN,N-dimethylacetamidecontenttestinspandexfiberintheuseofgaschromatography,weexplorethetestconditionintheuseofAgilentDB-1（30m*0.53mm*1μm）capillary-columnchromatography,FIDdetectorandexternalstandardmethod.Asaresult,whentheinitialtemperatureis100℃,keep5minutes,heatupto170℃intherateof20℃perminute,keep3minutes,thetemperatureofinjectionportis180℃,thetemperatureofdetectoris200℃,chromatographicpeakshaveabetterseparationeffect.N,N-dimethylacetamidehasagoodlinearrelationwithinthescopeof0～3.2mg/ml,themethodisaccuracyandreliable,andavailabletothedeterminationofN,N-dimethylacetamidecontentinspandexfiber.Keywords：spandex;residualsolvent;determination;gaschromatography氨纶是一种具有高弹性及弹性回复率的合成纤维，广泛用于针织和机织的各种弹力织物中[1]。氨纶生产工艺中最常用的是干法纺丝，一般选用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂，纺丝原液在热气流下，因溶剂挥发而固化成丝，纤维内部溶剂向表面扩散过程中受到固化纤维的阻碍，导致有害溶剂无法完全挥发，在成品丝中会含有残留溶剂[2]。过量的残留溶剂不仅会造成氨纶纤维在存放过程中出现粘连的问题，还会对人体造成伤害[3]。随着纺织新品不断开发，氨纶应用领域不断扩大，客户对溶剂残存率提出了更高的要求，应尽可能降低丝中残留溶剂的含量，溶剂残存率的分析将越来越受到生产和质检部门的重视。DMAc与DMF相比，其热稳定性、水解稳定性高、腐蚀性和毒性小，已经逐渐代替DMF[4]。根据OEKO-TEX®Standard100限值要求，氨纶纤维中DMAc的含量应控制在0.1%以内，在生产实践中，当含量超过0.1%，要及时调整生产工艺，降低丝中DMAc的含量。本文采用气相色谱法[5]，探究出一套氨纶纤维中DMAc含量的检测方法，具有准确、简便及快捷的特点，可以在氨纶生产企业及检测单位中进行推广应用。1实验部分1.1试剂与仪器材料：氨纶纤维；丙酮（分析纯），国药集团化学试剂北京有限公司；N,N-二甲基乙酰胺（分析纯）国药集团化学试剂北京有限公司。仪器：9790Ⅰ型气相色谱仪，浙江福立分析仪器有限公司；ZK-300型高纯氢气发生器，北京中科汇恒技术开发有限公司；AG-2000型空气发生器，北京中科汇恒技术开发有限公司；高纯氮气瓶（纯度高达99.99%）；ME104型分析天平，梅特勒-托利多；HY-8A型振荡器，江苏金坛精达仪器制造厂；100ml、50ml容量瓶；2ml移液管；100ml锥形瓶；50ml量筒；不锈钢剪刀；镊子等。21.2HPGC检测条件毛细管色谱柱（AgilentDB-130m*0.53mm*1μm）；载气为高纯氮气；起始温度为100℃，维持5分钟，以每分钟20℃的速率升温至170℃，维持3分钟，进样口温度为180℃，检测器温度为200℃，进样量1μL。2结果与讨论2.1样品前处理用分析天平称取约4g氨纶纤维，每根剪成约1cm长度，记录准确重量，将剪切后的丝加入到100ml锥形瓶中，用量筒量取50ml丙酮加入锥形瓶中，塞紧瓶塞，放到振荡器上振荡1小时，作为待测样品。2.2线性关系与检出限配置质量浓度分别为20、40、80、160、320μg/ml的DMAc对照溶液（丙酮作溶剂），分别量取1µl，注入气相色谱仪，以溶液质量浓度为横坐标，以相应的峰面积为纵坐标，绘制线性关系图（如图1），得到线性回归方程为：y=809.9084x+3539.6286，r=0.9996，线性关系良好，以3倍信噪比计算方法检出限，得出DMAc检出限为4.5μg/ml。图1DMAc线性关系图2.3精密度试验配置质量浓度约为80μg/ml的DMAc对照溶液（丙酮作溶剂），分别量取1µl，连续六次注入气相色谱仪，记录色谱图，结果如表1所示。表1DMAc的精密度取样次数峰面积170292272036369553468411573003672782精密度（RSD）2.64%2.4实际样品分析和加标回收精密量取待测样品溶液1µl，注入气相色谱仪，记录色谱图。按外标法以峰面积计算。%100的含量DMAC氨纶纤维中xRxRxmAVCA式中，Ax：待测样品DMAc峰面积AR：对照品DMAc峰面积Vx：待测样品体积CR：对照品DMAc浓度mx：氨纶纤维的质量DMAc出峰时间为3.435min，峰面积为56595，按上式计算，氨纶纤维中DMAc的含量为0.072%，小于OEKO-TEX®Standard100限值要求的0.1%，说明丝中DMAc的含量是合格的，不会对人体造成伤害。分别配置质量浓度约为40、80、160μg/ml的DMAc对照溶液（丙酮作溶剂）100ml，用分析天平称取约4g氨纶纤维，每根剪成约1cm长度，记录准确重量，将剪切后的丝加入到100ml锥形瓶中，分别用量筒量取50ml上述对照溶液加入锥形瓶中，塞紧瓶塞，放到振荡器上振荡1小时，作为加标回收率样品。精密量取加标回收率样品溶液1µl，注入气相色谱仪，记录色谱图。%100加标量试样测定值加标试验测定值加标回收率按上式计算，加标回收率计算结果在93.75～106.82%之间（详见表2），回收率良好。表2DMAc的回收率浓度mg/ml加标试验测定值g试样测定值g加标量g回收率%平均回收率%0.040.00540.00310.0022104.55106.820.00570.00330.0022109.090.080.00710.00320.004195.1296.340.00690.00290.004197.560.160.01150.00330.008893.1893.750.01170.00340.008894.3233结论试验结果显示，采用该检测方法，线性关系相关系数r=0.9996＞0.9990，线性关系良好；精密度RSD值2.64%＜5%，精密度良好；回收率在90%～110%范围之内，回收率良好。因此，该方法准确可靠，可用于氨纶纤维中残留溶剂DMAc的检测。参考文献：[1]《纺织材料学》编写组，纺织材料学．北京：纺织工业出版社，1980：192．[2]张所俊．关于氨纶纤维残存溶剂最大挥发的研究[J]．科技传播，2012，12(下)：109．[3]刘祥铨，郑能雄，张忠等．二甲基甲酰胺对青年女性工人遗传毒性的研究［J］．预防医学论坛，2010，16(8)：673-675．[4]路艳艳，徐承敏，钱亚玲等．二甲基乙酰胺毒性及代谢研究进展[J]．中华劳动卫生职业病杂志，2010，7：551-553．[5]唐访良，朱文．气相色谱法测定水和废水中N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺[J]．理化检验-化学分册，2006，42：941-942．