HPLC法測(cè)試熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3的純度

宋艷茹，車(chē)玉花

（1.浙江傳化華洋化工有限公司，浙江杭州 311231；2.吉林石化公司染料廠，吉林吉林 132021）

熒光增白劑OB-1 是優(yōu)良的口惡唑類(lèi)熒光增白劑，熔點(diǎn)大于360 ℃，可耐375 ℃高溫，是目前熒光增白劑產(chǎn)品中耐熱性最好的品種之一。OB-1外觀為黃綠色粉末，不溶于水，微溶于乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯等，在其他有機(jī)溶劑中溶解度很小[1]；化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，有很好的耐熱、耐光和耐氯漂性能，且耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿；光譜最大吸收波長(zhǎng)為374 nm，最大熒光發(fā)射波長(zhǎng)為434 nm。OB-1主要用于高溫下各種塑料及塑料制品（例如ABS、PS、HIPS、PA、PC、PP、EVA 和硬質(zhì)PVC 等）的增白，用量低，適用性強(qiáng)，分散性和增白效果都很好，各種工程塑料在添加OB-1 后白度都會(huì)明顯提高。由于良好的耐曬、耐氯漂和耐遷移等性能，OB-1 對(duì)滌綸纖維的增白效果也很好，并可用于聚酯原液的增白，在回收聚酯纖維廢料、瓶片中加入OB-1后，回收料外觀質(zhì)量明顯提高，而且回收塑料的色度會(huì)變得更加一致。又由于OB-1 的毒性極低，還可用于食品包裝用塑料及兒童玩具的增白。

熒光增白劑OB-2、OB-3 是近年來(lái)合成的新品種，是和OB-1結(jié)構(gòu)相似的同系物，也是目前熒光增白劑產(chǎn)品中耐熱性最好的品種；不溶于水，微溶于乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯等，在其他有機(jī)溶劑中溶解度較??；在聚烯烴上的耐遷移性特別好，泛黃點(diǎn)高，但目前還缺乏單獨(dú)使用的資料。將OB-1、OB-2、OB-3中的2種或3種按一定比例復(fù)配制成熒光增白劑，可得到使用范圍更廣的俗稱(chēng)塑料增白王的KSN 系列產(chǎn)品，所以做好OB-1、OB-2、OB-3 的質(zhì)量控制，特別是對(duì)純度的控制非常重要。熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3的基本資料[2]見(jiàn)表1。

表1 熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3的基本資料

目前，熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3的純度和有效成分通常采用反相高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)試，使用紫外檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，并用峰面積歸一化法進(jìn)行純度定量。因生產(chǎn)這3 種熒光增白劑的工藝比較相似，生產(chǎn)廠家一般沒(méi)有獨(dú)立的工藝來(lái)進(jìn)行區(qū)分生產(chǎn)，并且在合成時(shí)也有部分以雜質(zhì)存在的另外一種或兩種熒光增白劑。所以，在檢測(cè)這3種熒光增白劑時(shí)，一般都能同時(shí)檢測(cè)出這3 種組分，且這3 種熒光增白劑都是有效成分，故在測(cè)試純度時(shí)，常將這3 種成分的總和相加，并作為有效成分來(lái)衡量整批的質(zhì)量。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 測(cè)定原理

采用反相高效液相色譜法[3]對(duì)熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3及其有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)行分離，使用紫外檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，熒光增白劑OB-3 的純度采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量。

1.2 儀器和試劑

儀器：高效液相色譜儀（帶紫外檢測(cè)器），色譜柱（不銹鋼柱，250.0 mm×4.6 mm，固定相為C18，粒徑為5 mm，在保證分離效果的前提下也可采用其他類(lèi)型的色譜柱），色譜工作站或積分儀，微量注射器或自動(dòng)進(jìn)樣器，天平（精密度為0.000 1 g），100 mL棕色容量瓶，超聲波發(fā)生器。

試劑：甲醇（色譜純），三氯甲烷（分析純）。

1.3 色譜分析條件

根據(jù)不同裝置選擇最佳分析條件，典型的色譜分析條件為：流動(dòng)相甲醇與水體積比95∶5，檢測(cè)波長(zhǎng)375 nm，流量1.0 mL/min，進(jìn)樣量5 μL，柱溫30 ℃?？筛鶕?jù)儀器設(shè)備的不同選擇最佳分析條件，流動(dòng)相應(yīng)用超聲波發(fā)生器進(jìn)行脫氣。

1.4 測(cè)定步驟

稱(chēng)取熒光增白劑試樣約0.01 g（精確至0.000 1 g）于100 mL 棕色容量瓶中，加入三氯甲烷溶解并定容，置于超聲波發(fā)生器充分溶解，取出后搖勻備用。待儀器運(yùn)行穩(wěn)定后，用進(jìn)樣器吸取5 mL試樣溶液，進(jìn)樣，待組分流出完畢，用色譜工作站或積分儀進(jìn)行結(jié)果處理。在進(jìn)行測(cè)定時(shí)應(yīng)適當(dāng)避光，避免陽(yáng)光照射測(cè)試樣品；測(cè)定必須連續(xù)操作，不應(yīng)放置過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，以避免樣品溶液受光照而影響測(cè)定結(jié)果。

1.5 結(jié)果計(jì)算

以O(shè)B-3為例，典型的色譜示意圖如圖1所示。

圖1 熒光增白劑OB-3的液相色譜示意圖

熒光增白劑OB-3的純度計(jì)算采用峰面積歸一化法，按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中，wi為熒光增白劑OB-3 的純度，Ai為試樣溶液中熒光增白劑OB-3的峰面積；ΣAi為試樣溶液中熒光增白劑OB-3及其有機(jī)雜質(zhì)的峰面積之和。計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。熒光增白劑OB-3的有效成分計(jì)算采用峰面積歸一化法，按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中，x1為熒光增白劑OB-3的有效成分，Ai為試樣溶液中熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3的峰面積之和；ΣAi為試樣溶液中熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3及其有機(jī)雜質(zhì)的峰面積之和。計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

允差：熒光增白劑OB-3 的純度及有效成分兩次平行測(cè)定結(jié)果之差應(yīng)不大于0.50%，取其算術(shù)平均值作為測(cè)定結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱及色譜操作條件的確定

為了使樣品中的所有組分能夠有效分離，需要對(duì)色譜操作條件進(jìn)行優(yōu)化。條件摸索過(guò)程中試用了多根色譜柱，多種流動(dòng)相配比，最終確定標(biāo)準(zhǔn)中使用的色譜操作條件（具體見(jiàn)表2），分析時(shí)間短，各峰能得到有效的分離。

表2 色譜操作條件對(duì)比

2.2 檢測(cè)波長(zhǎng)的確定

對(duì)各化合物在210～400 nm掃描，結(jié)果見(jiàn)圖2～4。

圖2 熒光增白劑OB-2的紫外吸收光譜圖

圖3 熒光增白劑OB-1的紫外吸收光譜圖

圖4 熒光增白劑OB-3的紫外吸收光譜圖

為了保證色譜方法中檢測(cè)波長(zhǎng)設(shè)置的合理性，采用紫外檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)定，由圖2～4 可知，熒光增白劑OB-3的最大吸收波長(zhǎng)為376.4 nm，OB-2的最大吸收波長(zhǎng)為375.1 nm，OB-1 的最大吸收波長(zhǎng)為373.7 nm。通過(guò)比較并兼顧主成分及有機(jī)雜質(zhì)的色譜響應(yīng)，確定以常用波長(zhǎng)375 nm作為檢測(cè)波長(zhǎng)。

2.3 樣品配制

由于熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3 產(chǎn)品不溶于水，選擇乙醇、丙酮、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺等常用溶劑進(jìn)行溶劑選擇實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

表3 熒光增白劑在不同溶劑中的溶解性能

從表3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，熒光增白劑在乙醇中的溶解性能很差，在丙酮和N,N-二甲基甲酰胺中有一定的溶解性，在三氯甲烷和苯中的溶解效果最好?？紤]到有機(jī)溶劑的毒性，本方法采用三氯甲烷溶解樣品，配制成合適的濃度進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)還需加熱進(jìn)行溶解。

2.4 方法評(píng)價(jià)

2.4.1 以熒光增白劑OB-3純度為例的方法評(píng)價(jià)

制備同一批樣品的6 個(gè)溶液，按本實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行熒光增白劑OB-3 純度測(cè)定，純度分別為95.99%、95.88%、95.79%、96.08%、96.02%、95.89%，平均值為95.94%，極差為0.29%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.11，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.11。從以上數(shù)據(jù)可以看出，在本方法確定的條件下，純度檢測(cè)結(jié)果具有很好的精密度[4]。

2.4.2 以熒光增白劑OB-3有效成分為例的方法評(píng)價(jià)

制備同一批樣品的6 個(gè)溶液，按本實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，純度分別為99.87%、99.86%、99.86%、99.84%、99.86%、99.85%，平均值為99.86%，極差為0.03%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.01，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.01。從以上數(shù)據(jù)可以看出，在本方法確定的條件下，有效成分檢測(cè)結(jié)果具有很好的精密度。

3 結(jié)論

用反相高效液相色譜法對(duì)熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3 及其有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)行分離，使用紫外檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3的純度采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量。檢測(cè)條件為：流動(dòng)相甲醇、水體積比95∶5，檢測(cè)波長(zhǎng)375 nm，用三氯甲烷溶解樣品，必要時(shí)需加熱溶解。該測(cè)試方法操作簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度、精密度高，可以滿(mǎn)足熒光增白劑OB-1、OB-2、OB-3產(chǎn)品的檢測(cè)要求，易于生產(chǎn)和使用單位對(duì)這類(lèi)熒光增白劑產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量控制。