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江蘇天瑞儀器股份有限公司 2023-08-24 點擊397次
鞋類的揮發(fā)性有機物（VOCs）是長期困擾消費者和廠家的問題。鞋材中殘留的VOCs,，以及制鞋過程中使用的膠黏劑和處理劑,，會造成VOCs在成鞋中的殘留，在一定條件下?lián)]發(fā)釋放造成“異味”并形成健康隱患,。VOCs經(jīng)呼吸道直接進入人體,，可能產(chǎn)生各種急慢性中毒，嚴重時誘發(fā)癌癥,。2009年DEICHMANN發(fā)布了鞋類產(chǎn)品揮發(fā)性有機物指南,，該指南指出多種有機溶劑用于制鞋過程，包括甲苯,、乙醇,、丁酮、環(huán)己酮,、二甲苯等等,。目前，與鞋類VOCs檢測有關(guān)的研究,，主要集中在紡織品及膠黏劑上,，但是由于鞋子多由拼接布料組成，即使測試每一不同材料部分的VOCs也無法對整體做準確的判斷,，只有對整鞋的測試才能對VOCs的釋放進行較全面的評估,。
天瑞儀器一直致力于為客戶提供更完善的解決方案，熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（TD-GC-MS 6800）可用于測定整鞋中揮發(fā)性有機物的釋放量,。
1.儀器簡介
GC-MS 6800是天瑞儀器精心打造的一款高性價比氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán),，擁有多項專利技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于高分子材料,、環(huán)境保護,、電子電器、醫(yī)藥,、石油化工,、食品安全、紡織皮革等多行業(yè)中有害物質(zhì)的檢測,。
圖1. GC-MS 6800氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀外觀圖
2. 實驗部分
2.1 參考標準
《GB/T 32367-2015 膠鞋 整鞋揮發(fā)性有機物（VOC）含量的測定》
2.2 測試原理
實驗艙中,，整鞋在規(guī)定的實驗條件下釋放出揮發(fā)性有機物（VOCs），用不銹鋼Tenax吸附管采集一定體積的氣體,，氣體中的VOC成分被捕集于吸附管中,，被捕集的VOCs通過熱脫附儀解析后進入氣質(zhì)進行測定，以碎片離子形成的質(zhì)譜圖定性,，峰面積定量（見表1）,。
2.3 主要儀器設(shè)備、耗材和試劑
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀GC-MS 6800,，具EI源 （江蘇天瑞儀器股份有限公司）,；
熱脫附儀TD-100，二級脫附（MARKES）,；
Tenax吸附管 （不銹鋼材質(zhì) MARKES）,；
恒流氣體采樣器：量程0.1-1.5L/min（北京市勞動保護科學(xué)研究所）；
采樣導(dǎo)管：硅膠材質(zhì),；
整鞋VOC揮發(fā)裝置：適用于整鞋尺寸大小的實驗艙,，有效容積30L；艙體為圓筒形,，以減少死角，提高測試結(jié)果的穩(wěn)定性,；圓筒橫向水平放置,，鼓風(fēng)葉片位于筒底（后）部，艙門位于筒前部,，整鞋樣品迎著鼓風(fēng)方向置于艙內(nèi),；實驗艙可控溫度（35±1）℃；艙內(nèi)具備鼓風(fēng)裝置,，以便艙內(nèi)氣體快速混合,，溫度均勻；艙內(nèi)壁噴涂有聚四氟乙烯,，光滑不吸附,；試驗艙產(chǎn)生的總背景質(zhì)量濃度為單組份VOC不大于2μg/m3,，VOC總和不超過20μg/m3；進艙氣吸附過濾清潔模塊,，保證在氣體采樣過程中補充進入試驗艙的氣體,。
氮氣：純度≥99.999%；
氦氣：純度≥99.999%,。
2.4儀器測試條件
整鞋VOC揮發(fā)裝置條件：
溫度：35±1℃,；平衡時間：24h；采集流量：500ml/min,；采集時間：3min,；采樣個數(shù)：兩個，平行樣,。
熱脫附儀條件：
脫附溫度：300℃,；脫附時間：10min；脫附氣流量：30ml/min,；冷阱溫度：-10℃,；
冷阱加熱溫度：320℃；傳輸線溫度：200℃,。
色譜質(zhì)譜條件：
色譜柱： DB-INNOWAX,，30m×0.25mm×0.25μm （Agilent）；
柱流量： 1.0ml·min-1,；
程序升溫： 50℃保持4min,，以25℃·min-1速率上升至230℃保持8min；
進樣口溫度：200℃,；氣質(zhì)接口溫度：230℃,；離子源溫度：230℃；
溶劑切除時間：1min,；
掃描模式：FULL,，掃描范圍：40-350，定量離子定量,。
圖2.各組分總離子流色譜圖
表1. VOC各目標物測試信息
峰號 | 名稱 | CAS號 | 出峰時間min | 特征離子 |
1 | 丁酮 | 78933 | 3.31 | 43 57 72* |
2 | 苯 | 71432 | 3.78 | 77 78* |
3 | 甲苯 | 108883 | 5.30 | 91* 92 |
4 | 1,2-二氯乙烷 | 107062 | 5.66 | 62* 64 98 |
5 | 乙苯 | 100414 | 6.30 | 91* 106 |
6 | 對二甲苯 | 106423 | 6.40 | 91* 106 |
7 | 間二甲苯 | 108383 | 6.49 | 91* 106 |
8 | 鄰二甲苯 | 95476 | 6.98 | 91* 106 |
9 | 苯乙烯 | 100425 | 7.68 | 78 103 104* |
10 | 環(huán)己酮 | 108941 | 8.03 | 55 69 98* |
注：* 為定量離子
表2. VOC各目標物校準曲線,、擬合系數(shù)、方法檢出限
峰號 | 名稱 | 線性方程 | 擬合系數(shù) | 方法檢出限（μg/雙） |
1 | 丁酮 | Y=2286.1X-67066.8 | 0.998 | 0.6 |
2 | 苯 | Y=25186.0X-248481.4 | 0.998 | 0.2 |
3 | 甲苯 | Y=2166.4X+1291.8 | 0.973 | 0.1 |
4 | 1,2-二氯乙烷 | Y=3398.9X+100385.8 | 0.991 | 0.1 |
5 | 乙苯 | Y=85968.3X-645634.0 | 0.998 | 0.2 |
6 | 對二甲苯 | Y=66462.1X-1091960.0 | 0.999 | 0.3 |
7 | 間二甲苯 | Y=68204.9X-2172470.0 | 0.994 | 0.6 |
8 | 鄰二甲苯 | Y=77026.6X-2550722.8 | 0.995 | 0.6 |
9 | 苯乙烯 | Y=66064.2X-1796754.3 | 0.996 | 0.5 |
10 | 環(huán)己酮 | Y=16375.6X-1823169.2 | 0.994 | 0.1 |
圖3. 某品牌運動鞋測試總離子流色譜圖
針對某品牌運動鞋進行測試,，計算得各組分含量分別為：甲苯15.5μg/雙,，乙苯4.3μg/雙，二甲苯7.2μg/雙,，苯乙烯2.2μg/雙,，環(huán)己酮2.5μg/雙，其他VOC目標物未檢出,。
3.小結(jié)
本項目采用小試驗艙采集樣品,，熱脫附與GC-MS結(jié)合的方法,，測試整鞋中的揮發(fā)性有機物釋放量，目標物線性范圍良好,，檢出限低,，靈敏度高，有很好的重現(xiàn)性,，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性,，能夠很好的滿足整鞋VOCs的測定。
參考文獻：
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