一种检测纤维素酯中水分含量的方法
【专利摘要】本发明属于分析【技术领域】，具体涉及一种检测纤维素酯中水分含量的方法。本发明方法包括以下步骤：A、准确称取已知水分含量的标准样品，加入浸提液，浸提后离心，上清液备用；取上清液进行气相色谱检测，得到水分的峰面积；再取已知水分含量的两种样品，重复上述步骤，得到每一种样品的水分的峰面积，建立峰面积与水分含量的标准曲线y＝ax+b；B、利用面积外标法，取待测样品，重复上述步骤，得到水分的峰面积，利用步骤A建立的标准曲线得到待测样品中水分的含量。该方法可以准确地检测水分含量，同时操作时间短、不采用有毒溶剂，从而为纤维素酯中水分含量的检测提供了一条更有效的方法。
【专利说明】一种检测纤维素酯中水分含量的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于分析【技术领域】，具体涉及一种检测纤维素酯中水分含量的方法。
【背景技术】
[0002]纤维素酯包括纤维素硝酸酯、醋酸丁酸纤维素酯、醋酸纤维素酯或醋酸丙酸纤维素酯等，其中含有一定水分，如果水分过高会影响纤维素酯的应用，所以检测纤维素酯中水分的含量是非常必要的。
[0003]例如:纤维素硝酸酯是一种白色或微黄的固态纤维状材料，含醇纤维素硝酸酯是将纤维素硝酸酯用醇类物质进行驱水而得，含醇纤维素硝酸酯应用范围广，主要用于军用药、民用涂料油墨等。
[0004]含醇纤维素硝酸酯中水分检测的传统方法是丘普利法，该分析方法属化学方法，是将含醇纤维素硝酸酯试样装入试管中，加热蒸发出的水分与干燥的石英砂和碳化钙反应生成乙炔气体，量乙炔气体体积，计算试样中水分的百分含量。该方法耗时约2h，并且受外界环境的大气压力和温度的影响，还受反应装置密封性影响，容易导致分析结果稳定性、准确性差，另外该方法仅适合用于水分含量小于4%的含醇纤维素硝酸酯。
[0005]目前，含醇纤维素硝酸酯出厂水分验收采用的是定性检测方法——WJ9028-2005中4.5.12“水分试验测定”，即混合溶剂溶解法。该方法通过混合溶剂溶解含醇纤维素硝酸酯后判断溶液是否显浑浊，来判断水分的合格。该方法不能准确测定出含醇纤维素硝酸酯水分含量，只是粗略判断，人为操作误差大。
[0006]卡尔费休水分检测仪为目前认定为检测水分较为准确的仪器，但是，该方法不仅采用碘、二氧化硫、吡啶、甲醇等物质，种类较多，而且有毒有害，同时该方法测定一个样品所耗时间较长，从而不适合工业化的检测。
[0007]因此，本领域急需提供一种准确、耗时短、安全、健康的检测纤维素酯中水分含量的方法。
【发明内容】
[0008]针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种检测纤维素酯中水分含量的方法。该方法包括以下步骤:
[0009]A、准确称取已知水分含量的纤维素酯作为标准样品，加入浸提液浸提，离心，取上清液进行气相色谱检测得到水分的峰面积；
[0010]B、再取η个已知水分含量的纤维素酯，重复步骤Α，得到相对应的峰面积；再利用上述已知水分含量与其相对应的峰面积拟合标准曲线y = ax+b ;其中，X为峰面积，y为水分含量;
[0011]C、取待测样品纤维素酯，利用面积外标法，重复步骤A，测得待测样品纤维素酯的峰面积，利用步骤B建立的标准曲线，计算得到待测纤维素酯的水分含量；
[0012]其中，所述的η > 2 ;所述的浸提液为乙醇或异丙醇中的任意一种。
[0013]具体的，上述方法中，所述纤维素酯为纤维素硝酸酯、醋酸丁酸纤维素酯、醋酸纤维素酯或醋酸丙酸纤维素酯中的任意一种。
[0014]具体的,上述方法中，所述气相色谱条件为载气流速15mL/min?60mL/min,柱温80?140°C，汽化温度110?160°C。
[0015]优选的，上述方法中，每3?5g样品加入20?25mL浸提液。
[0016]优选的，上述方法中，所述浸提液为异丙醇。
[0017]优选的，上述方法中，所述的浸提时间为10?15min。
[0018]优选的，上述方法中，所述的离心条件为转速4000?5000r/min。
[0019]具体的，上述方法步骤A中，所述已知水分含量的纤维素酯的水分含量通过卡尔费休法测定得到。
[0020]本方法可以测定纤维素酯中水分的含量，操作简单、耗时短，同时不会采用毒性较大的有机溶剂，安全、健康，从而为纤维素酯中水分含量的测定提供了一条更为有效的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1采用异丙醇为浸提液后的气相色谱图
【具体实施方式】
[0022]一种检测纤维素酯中水分含量的方法，包括以下步骤:
[0023]A、准确称取已知水分含量的纤维素酯作为标准样品，加入浸提液浸提，离心，取上清液进行气相色谱检测得到水分的峰面积；
[0024]B、再取η个已知水分含量的纤维素酯，重复步骤Α，得到相对应的峰面积；再利用上述已知水分含量与其相对应的峰面积拟合标准曲线y = ax+b ;其中，X为峰面积，y为水分含量;
[0025]C、取待测样品纤维素酯，利用面积外标法，重复步骤A，测得待测样品纤维素酯的峰面积，利用步骤B建立的标准曲线，计算得到待测纤维素酯的水分含量；
[0026]其中，所述的η > 2 ;所述的浸提液为乙醇或异丙醇中的任意一种。
[0027]具体的，上述方法中，所述纤维素酯为纤维素硝酸酯、醋酸丁酸纤维素酯、醋酸纤维素酯或醋酸丙酸纤维素酯中的任意一种。
[0028]具体的,上述方法中，所述气相色谱条件为载气流速15mL/min?60mL/min,柱温80?140°C，汽化温度110?160°C。
[0029]优选的，上述方法中，每3?5g样品加入20?25mL浸提液。
[0030]优选的，上述方法中，所述浸提液为异丙醇。
[0031]优选的，上述方法中，所述的浸提时间为10?15min。
[0032]优选的，上述方法中，所述的离心条件为转速4000?5000r/min。
[0033]具体的，上述方法步骤A中，所述已知水分含量的纤维素酯的水分含量通过卡尔费休法测定得到。
[0034]由于纤维素酯为固态物质，检测其中的水分存在一定的困难。经研究发现:采用浸提的方式将纤维素酯中的水分提取出来，可以采用普通的仪器检测水分含量，方便、快捷、安全、健康。
[0035]本发明选择浸提液时，经发明人发现，甲醇作为浸提液时，虽然可以浸提出纤维素酯中的水分，但是，甲醇还能够溶解纤维素酯，溶解后的纤维素酯进入色谱柱时，会堵塞色谱柱从而造成色谱柱污染，最终缩短色谱柱的寿命并且还会影响检测结果，同时甲醇毒性也较大。丙醇、丁醇虽然也能够达到浸提水分的目的，但是这些溶剂价格较贵。所以，本发明优选乙醇或异丙醇作为浸提液。更优选异丙醇。
[0036]虽然卡尔费休法检测水分含量时间较长，同时会采用有毒溶剂，但是卡尔费休法结果较准确，所以，本发明优选首先采用卡尔费休法检测出多个(3个或以上)纤维素酯的水分含量，作为标准样品，再利用气相色谱检测这些标准样品中的水分所对应的峰面积，再建立峰面积与水分含量的标准曲线，利用面积外标法，从而检测得到待测纤维素酯的水分含量。
[0037]实施例1
[0038]a、标准样品水分含量的检测:
[0039]利用卡尔费休法，测得含乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯H80秒的水分含量为
3.38%。
[0040]具体操作步骤如下:称取2g含乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯H80秒的产品，力口入35g醋酸丁酯进行溶解，待试样溶解完全后，称取溶解液0.4g，注入卡尔费休仪的滴定杯内，由卡尔费休仪进行自动滴定，即可测定出标准样溶解液的水分含量；同时称取0.7g醋酸丁酯，测定醋酸丁酯的空白水分值；通过公式:H20% =【(m标样+m丁酷)*c-(m丁酷*C丁酷)】/m
(式中，C表示标样的水分含量，CTii表示醋酸丁酯的水分含量)即可得到标准样品水分的含量。
[0041]b、利用面积外标法建立标准曲线:
[0042]准确称取5g已知水分含量为3.38 %的涂料纤维素硝酸酯H80秒样品，加入浸提液25mL异丙醇，浸提，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，得到水分的峰面积；
[0043]C、按上述操作步骤a对含乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯L1/8秒的产品进行卡尔费休法水分测定得到水分含量为6.14%，再按照上述步骤b测得水分峰面积；
[0044]按上述操作步骤a对含乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯H1/2秒的产品进行卡尔费休法水分测定得到水分含量为4.63%，再按照上述步骤b测得水分峰面积；
[0045]通过上述b、c三组数据拟合得到标准曲线为y = 7.94*10_5x,相关系数R2 =
0.9999 ;其中，X为峰面积，y为水分含量；
[0046]d、称取5g含乙醇的涂料纤维素硝酸酯H1/2秒的产品，加入25mL异丙醇，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，利用步骤c建立的标准曲线，测得本实施例待测样品含乙醇的涂料纤维素硝酸酯H1/2秒的水分含量为4.38%。本实施例的气相色谱条件为柱温140°C、汽化温度160°C。
[0047]实施例2
[0048]本实施例标准样品水分含量测定和面积外标法标准曲线的建立见实施例1步骤a、b 和 C。
[0049]称取5g含乙醇的涂料纤维素硝酸酯L1/8秒的产品，加入25mL异丙醇，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，利用建立标准曲线，测得本实施例待测样品含乙醇的涂料纤维素硝酸酯L1/8秒的水分含量为6.57%。本实施例的气相色谱条件为柱温140°C、汽化温度160°C。
[0050]实施例3
[0051]本实施例标准样品水分含量测定和面积外标法标准曲线的建立见实施例1步骤
a、b 和 C。
[0052]称取5g含乙醇的涂料纤维素硝酸酯产品H20秒，加入25mL异丙醇，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，利用建立的标准曲线，测得本实施例待测样品含乙醇的涂料纤维素硝酸酯产品H20秒的水分含量为4.51 %。本实施例的气相色谱条件为柱温140°C、汽化温度160°C。
[0053]实施例4
[0054]本实施例标准样品水分含量测定和面积外标法标准曲线的建立见实施例1步骤
a、b 和 C。
[0055]称取5g含异丙醇的涂料纤维素硝酸酯L1/8秒的产品，加入25mL异丙醇，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，利用建立的标准曲线，测得本实施例待测样品含异丙醇的涂料纤维素硝酸酯L1/8秒的水分含量为2.67%。本实施例的气相色谱条件为柱温140°C、汽化温度160°C。
[0056]实施例5
[0057]本实施例标准样品水分含量测定和面积外标法标准曲线的建立见实施例1步骤
a、b 和 C。
[0058]称取5g含异丙醇的涂料纤维素硝酸酯H1/4秒的产品，加入25mL异丙醇，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，利用建立的标准曲线，测得本实施例待测样品含异丙醇的涂料纤维素硝酸酯H1/4秒的水分含量为2.92%。本实施例的气相色谱条件为柱温140°C、汽化温度160°C。
[0059]比较例I
[0060]I)采用卡尔费休法检测乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯H20秒产品中的水分
[0061]称取2g含乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯H20秒的产品，加入35g醋酸丁酯进行溶解，待试样溶解完全后，称取溶解液0.4g,注入卡尔费休仪的滴定杯内，由卡尔费休仪进行自动滴定，即可测定出标准样溶解液的水分含量。同时称取0.7g醋酸丁酯，测定醋酸丁酯的空白水分值。
[0062]再通过公式:H20%=【(m标样+m丁酷)*C_(m丁酷*C丁酷)】/m标样
[0063]式中，C表示测得标样的水分含量百分比，CTii表示测得醋酸丁酯的水分含量百分比。
[0064]卡尔费休法测得该标准涂料纤维素硝酸酯水分为4.53%。
[0065]2)采用本发明方法检测乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯H20秒产品中的水分
[0066]再称取5g含异丙醇的涂料纤维素硝酸酯H20秒的产品，加入25mL异丙醇，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，利用建立的面积外标标准曲线，即可检测出试样的水分预测值。
[0067]本实施例测试的涂料纤维素硝酸酯水分为4.49 %。
[0068]本发明方法与卡尔费休法结果相差0.06%，本发明方法准确率为99%，同时本发明方法更加快捷、方便、无污染等。
[0069]比较例2
[0070]I)采用卡尔费休法检测乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯L1/8秒产品中的水分
[0071]称取2.5g含乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯L1/8秒的产品，加入17g醋酸丁酯进行溶解，待试样溶解完全后，称取溶解液0.4g,注入卡尔费休仪的滴定杯内，由卡尔费休仪进行自动滴定，即可测定出标准样溶解液的水分含量。同时称取0.7g醋酸丁酯，测定醋酸丁酯的空白水分值。
[0072]再通过公式:H20%=【(m标样+m丁酷)*C_(m丁酷*C丁酷)】/m标样
[0073]式中，C表示测得标样的水分含量百分比。CTii表示测得醋酸丁酯的水分含量百分t匕
[0074]本方法测得该标准涂料纤维素硝酸酯水分为5.63%。
[0075]2)采用本发明方法检测乙醇/异丙醇涂料纤维素硝酸酯L1/8秒产品中的水分
[0076]称取5g含乙醇/异丙醇的涂料纤维素硝酸酯L1/8秒的产品，加入25mL异丙醇，振摇15min后，离心，取上清液2uL注入色谱仪内，利用建立的面积外标标准曲线，即可检测出试样的水份预测值。
[0077]本实施例测试的涂料纤维素硝酸酯水分为5.70 %。
[0078]本发明方法与卡尔费休法结果相差0.07%，本发明方法准确率为99%，同时本发明方法更加快捷、方便、无污染等。
[0079]综上可以看出，在完全不知道水分含量的情况下，本发明方法只需要采用卡尔费休法检测3个样品的水分含量，通过气相色谱测得峰面积，利用面积外标法，建立标准曲线，从而检测出其他待测样品的水分含量。采用本发明的气相色谱法不仅可以检测纤维素酯中水分的含量，并且，检测结果准确，本发明方法比卡尔费休法耗用时间短，至少可以节约30min，同时本发明方法不采用有毒的有机溶剂，安全、健康，所以本发明方法为纤维素酯中水分含量的测定提供了一条更加有效的方法。
【权利要求】
1.一种检测纤维素酯中水分含量的方法，其特征在于:包括以下步骤: A、准确称取已知水分含量的纤维素酯作为标准样品，加入浸提液浸提，离心，取上清液进行气相色谱检测得到水分的峰面积； B、再取η个已知水分含量的纤维素酯，重复步骤Α，得到相对应的峰面积；再利用上述已知水分含量与其相对应的峰面积拟合标准曲线I = ax+b ;其中，X为峰面积，y为水分含量; C、取待测样品纤维素酯，利用面积外标法，重复步骤A，测得待测样品纤维素酯的峰面积，利用步骤B建立的标准曲线，计算得到待测纤维素酯的水分含量； 其中，所述的η > 2 ;所述的浸提液为乙醇或异丙醇中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的样品为纤维素硝酸酯、醋酸丁酸纤维素酯、醋酸纤维素酯或醋酸丙酸纤维素酯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述气相色谱条件为载气流速15mL/min ?60mL/min,柱温 80 ?140 °C,汽化温度 110 ?160 °C。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:每3?5g样品加入20?25mL浸提液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述浸提液为异丙醇。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的浸提时间为10?15min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的离心条件为转速4000?5000r/min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤A中，所述已知水分含量的纤维素酯的水分含量通过卡尔费休法测定得到。
【文档编号】G01N30/02GK104181242SQ201410401283
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】夏晓玉, 程从勇, 赵利斌, 张尧, 石燕 申请人:四川北方硝化棉股份有限公司