一种测定混纺产品中聚酰胺6组分含量的方法与流程

本发明涉及分析检测领域，具体涉及一种测定混纺产品中聚酰胺6组分含量的方法。

背景技术：

不同组成的混纺在纺织工业和贸易中占了很大的一部分。混纺组分的快速定性和混纺比例的准确定量分析，对贸易者和消费者以及纺织工作者来说都是十分重要的。目前对混纺纤维产品的定性定量主要采用显微镜法、红外光谱法、热分析法和化学溶解法等，其中化学溶解法是gb/t2910国家标准系列所普遍采用的混纺比例定量方法。化学溶解法是利用各种纤维在不同化学试剂中的溶解性能来进行测定的方法，但该方法操作繁琐费时、准确度和数据重现性低，化学试剂污染周围环境且可能危害试验员身体健康。

聚酰胺纤维因具有良好的弹性、耐磨、耐疲劳和耐腐蚀等性能而常用于和棉、麻、丝、毛、涤纶、氨纶、粘胶等其他纤维混纺，制成各种混纺产品。目前市场上聚酰胺6和聚酰胺66主要是用于纺制合成纤维的聚酰胺，占到聚酰胺纤维总量的98％以上。国家标准gb/t2910.7规定了化学溶解法定量测定聚酰胺纤维与其他纤维混合物，除上述陈述的缺点外，该方法只能测定聚酰胺组分的总量，但无法鉴别是聚酰胺6纤维还是聚酰胺66纤维。定性和定量分析通常需采用不同的方法分步完成。

因此，开发建立一种简便、快速、可靠鉴定混纺织物中聚酰胺6组分并对其进行定量分析的检测技术方法非常必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种测定混纺产品中聚酰胺6组分含量的方法，操作过程简单、省时省力、灵敏度高、用量少，对试验人员身体健康和周围环境影响小。

本发明所提供的技术方案为：

一种测定混纺产品中聚酰胺6组分含量的方法，包括如下步骤：

1)标准溶液的配制：取纯聚酰胺6标准品加入到甲酸溶液中，制成标准溶液组；

2)样品溶液的制备：取待测样品加入到甲酸溶液中，制成样品溶液；

3)裂解分析：分别将标准溶液组和样品溶液注入到样品杯中，用裂解气相色谱-质谱联用法进行分析，获得裂解色谱图和质谱图；

4)定性分析：比对标准溶液和样品溶液裂解色谱图中的特征色谱峰进行定性分析；

5)标准曲线制作：以标准溶液组的聚酰胺6的质量浓度为横坐标，相应的特征裂解产物己内酰胺的峰面积为纵坐标制作标准曲线；

6)定量分析：根据标准曲线获得样品溶液中聚酰胺6的质量浓度，并计算待测样品中聚酰胺6的质量百分含量。

上述技术方案中，由于聚酰胺6组分在裂解气相色谱-质谱条件下产生的裂解色谱图有其特征性，可依据特征裂解产物己内酰胺对混纺产品中聚酰胺6组分进行鉴定。其次，采用了甲酸溶解预处理的方法，排除了其它组分的干扰，无论百分含量高低都可以对聚酰胺6组分作准确定性。并可依据己内酰胺特征峰的面积对混纺产品中聚酰胺6组分含量进行定量，即以标准溶液组的聚酰胺6的质量浓度为横坐标，相应的聚酰胺6裂解出的己内酰胺特征裂峰面积为纵坐标制作标准曲线，根据标准曲线获得样品溶液中聚酰胺6的质量浓度，并计算得到混纺样品中聚酰胺6的质量百分含量。定性和定量分析采用本发明一种方法即可同步完成。

优选的，所述待测样品为聚酰胺6纤维与棉、毛、丝、麻、再生纤维素纤维(如粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔等)或其他类型化纤(如涤纶、腈纶、氨纶等)的混纺产品。

优选的，所述步骤3)中裂解气相色谱-质谱联用法中，色谱条件为：初始色谱柱柱温50～130℃，以5～20℃/min的速率升温到250～300℃，保持5～10min；进样口温度为200～300℃，分流比为20～100:1；质谱条件：质量数扫描范围15～650amu；离子源温度230～280℃，四极杆温度150～180℃，质谱接口温度250～300℃；裂解器条件：裂解炉温度400～850℃，裂解接口温度200～300℃。该裂解气相色谱-质谱条件下，混纺产品中聚酰胺6组分的特征裂解产物主要为己内酰胺、烯烃类和腈类物质，其中己内酰胺峰面积约占60％以上，为相对强度最大峰。

进一步，所述步骤3)中裂解气相色谱-质谱联用法中：色谱柱优选极性柱；柱温优选初始温度120℃，优选20℃/min的速率升温到260℃，优选保持6min；进样口温度优选300℃，分流比为50:1；质谱条件：优选离子源温度230℃，优选四极杆温度150℃，优选质谱接口温度280℃；裂解器条件：优选裂解炉温度550℃，优选裂解接口温度300℃。

优选的，所述步骤6)中计算混纺产品中聚酰胺6的质量百分含量的公式如下：

其中，x为待测样品中聚酰胺6的质量百分含量，m为待测样品的取样质量，c为样品溶液中聚酰胺6的质量浓度；v为样品溶液的体积。

优选的，所述甲酸溶液的质量分数不小于70％。进一步优选为无水甲酸。

优选的，所述步骤3)中裂解分析前进行去除甲酸溶液的处理。

优选的，所述去除甲酸溶液的处理方法包括：常压烘干、真空烘干或在线热脱附。

优选的，所述步骤1)中纯聚酰胺6标准品选自纯聚酰胺6纤维、纯聚酰胺6切片或纯聚酰胺6织物。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：使用裂解气相色谱-质谱联用法测定混纺产品中聚酰胺6的组分和含量简便快速、灵敏可靠、效率高，试样和试剂用量少，有利于实验环境和人体健康。

附图说明

图1为实施例1～6的标准曲线图；

图2为聚酰胺6标准品甲酸溶液的裂解图；

图3为聚酰胺6标准品特征裂解峰己内酰胺的的质谱图；

图4为实施例1聚酰胺6纤维与棉纤维混纺样品的甲酸浸提液的裂解图；

图5为实施例2聚酰胺6纤维与毛纤维混纺样品的甲酸浸提液的裂解图；

图6为实施例3聚酰胺6纤维与涤纶纤维混纺样品的甲酸浸提液的裂解图；

图7为实施例4聚酰胺6纤维与氨纶纤维混纺样品的甲酸浸提液的裂解图；

图8为实施例5聚酰胺6纤维与棉纤维和腈纶纤维混纺样品的甲酸浸提液的裂解图；

图9为实施例6聚酰胺6纤维与氨纶纤维和粘胶纤维混纺样品的甲酸浸提液的裂解图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但不限制该专利申请的保护范围。

实施例1

1.仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪型号：agilent7890b-5977a(美国agilent公司)；裂解器型号为：py-3030d双击式微炉裂解器(日本frontierlab公司)；色谱柱型号为：hp-5ms石英毛细管柱，30m×0.25mm×0.25μm(美国agilent公司)。

聚酰胺6标准品(切片)，无水甲酸(分析纯)，聚酰胺6纤维与棉纤维混纺样品。

2.分析参数

色谱条件：进样口温度为280℃；载气为氦气，流量为1.0ml/min，分流比为50:1；色谱柱初始温度120℃，以20℃/min升温到260℃，保持6min。

质谱条件：质量数扫描范围30～350amu；ei源，电离能量70ev，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，质谱接口温度280℃；测定方式：scan，采用nist14质谱库检索。

裂解器条件：裂解温度550℃，裂解时间30s，裂解接口温度300℃。

3.标准曲线

准确称取0.5g聚酰胺6标准品，用无水甲酸溶解并定容至100ml，得到5.0mg/ml的标准储备溶液。分别移取适量该溶液，用无水甲酸稀释配制0.10mg/ml、0.25mg/ml、0.50mg/ml、0.75mg/ml、1.00mg/ml系列标准溶液，然后采用上述2分析参数条件下取2.0μl进行裂解色谱-质谱分析，以聚酰胺6质量浓度为横坐标，以聚酰胺6裂解出的己内酰胺特征裂峰(保留时间为10.33min)绘制标准曲线(见附图图1)，线性回归得到方程：a＝4.554*10⁸c+1.398*10⁷，相关系数r＝0.9986。聚酰胺6标准品甲酸溶液的裂解色谱图见附图图2，聚酰胺6标准品特征裂解峰己内酰胺的质谱图见附图图3。

4.样品测定

准确称取聚酰胺6纤维与棉纤维混纺样品10.0mg，加入10.0ml无水甲酸，超声浸提45min，取2ml甲酸溶液过滤，即得样品溶液，然后取2.0μl注入样品杯，用裂解气相色谱-质谱联用仪进行分析。

附图图4为聚酰胺6纤维与棉纤维混纺样品的甲酸溶液裂解色谱图，其中10.35min色谱峰为聚酰胺6纤维组分的特征裂解峰(即己内酰胺)。根据色谱图中特征裂解峰的保留时间(即10.35min)并辅助质谱图对聚酰胺6纤维进行定性，再根据己内酰胺色谱峰面积，利用标准曲线或回归方程获得甲酸溶液中聚酰胺6的浓度，然后计算得到混纺样品中聚酰胺6纤维组分的质量百分含量为14.8％。

作为对比，按照国家标准gb/t2910.7规定的化学溶解法测得该混纺样品中聚酰胺6纤维组分的的质量百分含量为16.0％。

实施例2

1.仪器与试剂

除聚酰胺6纤维与毛纤维混纺样品外，其它同实施例1。

2.分析参数

同实施例1。

3.标准曲线

同实施例1。

4.样品测定

准确称取聚酰胺6纤维与毛纤维混纺样品20.0mg，加入10.0ml无水甲酸，超声浸提30min，取2ml甲酸溶液过滤，即得样品溶液，然后取2.0μl注入样品杯，用裂解气相色谱-质谱联用仪进行分析。附图图5为聚酰胺6纤维与毛纤维混纺样品的甲酸溶液裂解色谱图，其中10.28min色谱峰为聚酰胺6纤维组分的特征裂解峰(即己内酰胺)。根据色谱图中特征裂解峰的保留时间(即10.28min)并辅助质谱图对聚酰胺6纤维进行定性，再根据己内酰胺色谱峰面积，利用标准曲线或回归方程获得甲酸溶液中聚酰胺6的浓度，然后计算得到混纺样品中聚酰胺6纤维组分的质量百分含量为21.5％。

作为对比，按照国家标准gb/t2910.7规定的化学溶解法测得该混纺样品中聚酰胺6纤维组分的的质量百分含量为21.7％。

实施例3

1.仪器与试剂

除80％甲酸、聚酰胺6纤维与涤纶纤维混纺样品外，其它同实施例1。

2.分析参数

同实施例1。

3.标准曲线

同实施例1。

4.样品测定

准确称取聚酰胺6纤维与涤纶纤维混纺样品15.0mg，加入80％甲酸10.0ml，超声浸提30min，取2ml甲酸溶液过滤，即得样品溶液，然后取2.0μl注入样品杯，在140℃下热脱附除甲酸，用裂解气相色谱-质谱联用仪进行分析。附图图6为聚酰胺6纤维与涤纶纤维混纺样品的甲酸溶液裂解色谱图，其中10.30min色谱峰为聚酰胺6纤维组分的特征裂解峰(即己内酰胺)。根据色谱图中特征裂解峰的保留时间(即10.30min)并辅助质谱图对聚酰胺6纤维进行定性，再根据己内酰胺色谱峰面积，利用标准曲线或回归方程获得甲酸溶液中聚酰胺6的浓度，然后计算得到混纺样品中聚酰胺6纤维组分的质量百分含量为32.9％。

作为对比，按照国家标准gb/t2910.7规定的化学溶解法测得该混纺样品中聚酰胺6纤维组分的的质量百分含量为33.0％。

实施例4

1.仪器与试剂

除75％甲酸、聚酰胺6纤维与氨纶纤维混纺样品外，其它同实施例1。

2.分析参数

同实施例1。

3.标准曲线

同实施例1。

4.样品测定

准确称取聚酰胺6纤维与氨纶纤维混纺样品5.0mg，加入75％甲酸15.0ml，超声浸提60min，取3ml甲酸溶液过滤，即得样品溶液，然后取2.0μl注入样品杯，在120℃下真空加热除甲酸，用裂解气相色谱-质谱联用仪进行分析。附图图7为聚酰胺6纤维与氨纶纤维混纺样品的甲酸溶液裂解色谱图，其中10.35min色谱峰为聚酰胺6纤维组分的特征裂解峰(即己内酰胺)。根据色谱图中特征裂解峰的保留时间(即10.35min)并辅助质谱图对聚酰胺6纤维进行定性，再根据己内酰胺色谱峰面积，利用标准曲线或回归方程获得甲酸溶液中聚酰胺6的浓度，然后计算得到混纺样品中聚酰胺6纤维组分的质量百分含量为91.5％。

作为对比，按照国家标准gb/t2910.7规定的化学溶解法测得该混纺样品中聚酰胺6纤维组分的的质量百分含量为93.2％。

实施例5

1.仪器与试剂

除聚酰胺6纤维与棉纤维和腈纶纤维混纺样品外，其它同实施例1。

2.分析参数

同实施例1。

3.标准曲线

同实施例1。

4.样品测定

准确称取聚酰胺6纤维与棉纤维和腈纶纤维混纺样品30.0mg，加入10.0ml无水甲酸，超声浸提50min，取2ml甲酸溶液过滤，即得样品溶液，然后取2.0μl注入样品杯，在130℃下加热除甲酸，采用裂解气相色谱-质谱联用仪进行分析。附图图8为聚酰胺6纤维与棉纤维和腈纶纤维混纺样品的甲酸溶液裂解色谱图，其中10.32min色谱峰为聚酰胺6纤维组分的特征裂解峰(即己内酰胺)。根据色谱图中特征裂解峰的保留时间(即10.32min)并辅助质谱图对聚酰胺6纤维进行定性，再根据己内酰胺色谱峰面积，利用标准曲线或回归方程获得甲酸溶液中聚酰胺6的浓度，然后计算得到混纺样品中聚酰胺6纤维组分的质量百分含量为12.8％。

作为对比，按照国家标准gb/t2910.7规定的化学溶解法测得该混纺样品中聚酰胺6纤维组分的的质量百分含量为12.4％。

实施例6

1.仪器与试剂

除聚酰胺6纤维与氨纶纤维和粘胶纤维混纺样品外，其它同实施例1。

2.分析参数

同实施例1。

3.标准曲线

同实施例1。

4.样品测定

准确称取聚酰胺6纤维与氨纶纤维和粘胶纤维混纺样品20.0mg，加入10.0ml无水甲酸，超声浸提40min，取2ml甲酸溶液过滤，即得样品溶液，然后取2.0μl注入样品杯，在150℃下加热除甲酸，用裂解气相色谱-质谱联用仪进行分析。附图图9为聚酰胺6纤维与氨纶纤维和粘胶纤维混纺样品的甲酸溶液裂解色谱图，其中10.31min色谱峰为聚酰胺6纤维组分的特征裂解峰(即己内酰胺)。根据色谱图中特征裂解峰的保留时间(即10.31min)并辅助质谱图对聚酰胺6纤维进行定性，再根据己内酰胺色谱峰面积，利用标准曲线或回归方程获得甲酸溶液中聚酰胺6的浓度，然后计算得到混纺样品中聚酰胺6纤维组分的质量百分含量为47.7％。

作为对比，按照国家标准gb/t2910.7规定的化学溶解法测得该混纺样品中聚酰胺6纤维组分的的质量百分含量为47.2.0％。