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常州检疫局研发APEO法开启绿色纺织的时代

中国产业竞争情报网  2013-09-22  浏览:


  2003/371/EC法规是欧盟规定纺织品生态标签(Eco-Label)的新标准禁止包括APEO在内的7种表面活性剂以及排放由它们组成的制剂或配方的废水。江苏常州检验检疫局采用HPLC先进技术——亲水作用色谱,并将其在检验检疫领域应用,成功研究出APEO检测新方法,提供了绿色纺织新的技术路径。


  实验人员用高效液相色谱仪进行测试


  随着世界经济的发展,人们的环保意识逐渐增强,“绿色”成为了人们竞相追逐的目标。对于纺织行业也是如此,随之出现的生态纺织品检验项目也是逐年递增,烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)检测就是其中之一。


  物小量微危害巨大


  烷基酚聚氧乙烯醚是一种重要的非离子表面活性剂,其中,以壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)含量最多,占80%以上,其次是辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO),占15%以上,十二烷基聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1%左右。烷基酚聚氧乙烯醚具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用,广泛应用于多种行业,尤其在洗涤剂业应用最为广泛,其次是纺织助剂。为了提高酶制品在应用中对纤维的渗透,酶制品中也有一定量的APEO。出于同样的原因,染色和印花工艺配方中也经常使用APEO。由此不难看出,APEO在纺织产业中应用广泛。


  烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)生物降解性是人们一直关注的问题。在美国许多地方都测过APEO的去除率和残留量,APEO的生物降解率一般超过90%,高达92.5%至99.8%。生物降解过程中产生的OP、NP以及NP1EO、NP2EO是公认的环境激素化学物质,能危害人体正常的激素分泌的化学物质,它能导致精子数量减少,生殖器官出现异常,促使生物体的生殖能力下降。鉴于此,从20世纪80年代起就有禁用或限用APEOs的法规出台,而最具法律效力的是欧盟2003/53/EC法规。该法规规定,从2005年1月17日起除特定的情况,如用于涂料印花的黏合剂等,对APEO的使用进行了严格的限制,凡进入欧盟国家的纺织品和服装都需提供APEO检测的有效证明,并规定纺织品和服饰的APEOs允许限量0.1%(即1000mg/kg)。


  深入研究开拓思路


  目前,国际上还没有发布与纺织品中APEOs检测相关的标准。我国国家标准对于纺织品中APEOs的检测方法有:GB/T23322-2009《纺织品表面活性剂的测定-烷基酚聚氧乙烯醚》。我国出入境检验检疫行业标准对于纺织品中APEOs的检测方法有三种,分别为:SN/T1850.1-2006《纺织品中烷基苯酚类及烷基酚类聚氧乙烯醚类的测定第1部分:高效液相色谱法》、SN/T1850.2-2006《纺织品中烷基苯酚类及烷基酚类聚氧乙烯醚类的测定第2部分:高效液相色谱-质谱法》和SN/T1850.1-2010《纺织品中烷基苯酚类及烷基酚类聚氧乙烯醚类的测定第3部分:正相高效液相色谱法和液相色谱-串联质谱法》。


  这些方法均采用索氏抽提出纺织品中的APEOs后,使用高效液相色谱进行分离,然后由荧光检测器或质谱检测器进行定性定量分析,各种方法之间的区别主要在于不同的色谱分离技术。其中使用C18色谱柱的反相液相色谱(RPLC)分离技术应用最广。反相色谱分离APEOs条件简单,流动相通常为水和甲醇或水、甲醇和乙腈,OPEOs和NPEOs、OP和NPs均得到稳定良好的基线分离,使用荧光检测器灵敏度高,定量结果准确。


  但由于不同聚合度的OPEOs或NPEOs极性不同,保留时间也有差别,因此这种方法并不能提供准确的定性结果。由于RPLC使用的流动相与ESI电离源完全匹配,LC-MS或LC-MS/MS方法常用于对APs和APEOs的定性定量分析,GB/T23322、SN/T1850.2-2006和SN/T1850.3-2010均有表述。但由于APEOs为不同聚合度低聚物的混合物,含有氧乙烯基团较多的长链APEOs较易被电离,而短链APEOs发生离子抑制作用,这些作用强度未知且不稳定,造成实际检测结果偏差较大,并且在APEOs的电离中生成多种加合离子,包含加氢、加铵根、加钠和加钾离子等,产生各种离子的比例不一导致选择何种离子定量分析的不确定性。


  因此,实验室通常采用正相液相色谱(NPLC)方法作为对RPLC的补充,进行APEOs的定性分析。标准中规定的NPLC方法均采用正己烷、异丙醇和水作为流动相,对不同聚合度的APEOs进行分离。由于流动相中使用较大比例的疏水性正己烷,因此HPLC系统在使用NPLC和RPLC之间必须进行足够的清洗工作,耗费大量人力物力。


  取长补短检法创新


  针对APEOs检测中存在的种种问题,江苏常州检验检疫局综合技术服务中心采用HPLC先进技术——亲水作用色谱(HILIC),研究其保留机理,并将其成功运用于APEOs的定性分析中。


  HILIC是一种将RPLC、NPLC和离子色谱(IC)三者相结合的新型色谱技术,其使用与RPLC完全一致的流动相,进行与NPLC相同保留机理的分析,同时,键合不同的固定相还可使其具备IC的分离能力。为实现HILIC在检验检疫领域的应用,实验室首先进行了大量理论学习和科学实验,探索和研究其分离机理。在理论研究的基础上,实验室积极进行HILIC分离不同聚合度APEOs化合物的实验。


  实验室新开发的方法采用HILIC色谱柱,乙腈和水为流动相,将APEOs混合物分离为单一聚合度的低聚物。整个分析过程仅需10分钟,所用流动相与RPLC完全匹配,免除了NPLC定性过程中繁杂的清洗HPLC系统流程,达到的分离效果与NPLC相同,为RPLC定量检测补充了定性分析的确认。方法投入使用后,在保障检测结果准确性的同时,大大缩短了检测时间,节约大量的人力物力。


  这一研究成果得到了江苏检验检疫局工业品检测中心副主任曹锡忠的重视,他将此方法列入处于草案编写中的国际毛纺织组织(IWTO)的检测标准——《Determinationofalkylphenolsandalkylphenolpolyethoxylatesinwool》(羊毛中APs和APEOs的检测)中,为全球羊毛中APs和APEOs的检测提供技术指导和标准服务。


  能够在基础理论和实际应用两方面实现技术上的突破,体现了理论联系实际、学以致用、学用相长的科研理念,同时也体现出实验室技术人员在实际工作中不断寻求创新,追求突破,以工作为基础推动理论创新,再以理论为基石带动工作进步的一个良好创新循环模式。常州局有关负责人表示,将继续加大在科研方面的投入,搞好科研项目建设,在科研能力提升、科技成果不断产出的基础上,做到科技兴检,科技强局,真正做强科技检验检疫形象。

 

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