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Access Agilent 电子期刊，2016 年 2 月

安捷伦提供玩具中邻苯二甲酸酯的快速、准确 FTIR 筛查方案以支持 GC/MS 分析

Frank Higgins
安捷伦高级应用发展科学家，
分子光谱

Alan Rein
安捷伦业务发展经理，
分子光谱

许多常见的塑料消费产品中含有高浓度的有毒化学添加剂，邻苯二甲酸酯。邻苯二甲酸酯用作增塑剂，使塑料更易弯曲、经久耐用和柔软。一般情况下，将 15% 至 30% 的邻苯二甲酸酯添加到基础聚合物中，如聚氯乙烯 (PVC) 和其他广泛使用的聚合物。由于增塑剂与聚合物之间不存在化学键，因此增塑剂很容易释放出来，污染周围的环境或被人类误食。邻苯二甲酸酯属于激素干扰物，接触邻苯二甲酸酯还会引起肥胖、胰岛素抵抗、肾脏和肝脏损害、注意力缺陷多动障碍以及对儿童神经系统其他可能的影响[1]。

图 1.预筛查的重要性：上图的玩具例子不含邻苯二甲酸酯，但下图给出的玩具则含有超过特定浓度的邻苯二甲酸酯。

美国法规要求永久性禁止售卖三种特定邻苯二甲酸酯浓度超过 0.1% 的任何“儿童玩具和儿童护理用品”。此外，另外三种邻苯二甲酸酯也暂时禁止用于同类产品中。FTIR光谱被推荐做为测定总邻苯二甲酸酯类污染物的可选预筛方法。浓度限值是基于儿童玩具或儿童产品的各个增塑部件。图 1 示出了可能含有或不含有邻苯二甲酸酯的相似玩具的例子。

使用 Agilent 4500 FTIR 方法
简单快速地筛查邻苯二甲酸酯

为了解决这些安全性问题，需要一种更快速、简单并能够支持已被监管部门批准的气相色谱/质谱联用法 (GC / MS) 的邻苯二甲酸酯筛查方法。通过筛查样品，只有被鉴定为含有痕量邻苯二甲酸酯类的样品，例如 PVC 或其他聚合物会进行 GC/MS 分析。在这篇文章中我们使用安捷伦 FTIR 方法对儿童玩具进行邻苯二甲酸酯的预筛查试验。

便携式 Agilent 4500a FTIR 是邻苯二甲酸酯类筛查并且通常是鉴定可能含有邻苯二甲酸酯塑料的首选仪器。该光谱仪配有一个三反射钻石 ATR（衰减全反射）传感器，塑料样品放置在该传感器上以便进行测量。该分析不需要进行样品前处理，并且红外光谱测量时间大约为 1 min。4500 FTIR 使用直观的安捷伦 MicroLab 软件，内置的邻苯二甲酸酯分析方法采用多元校准。软件的高级条件报告功能可以自动选择最佳的校正方法，因此这种方法也能够测量目前其他法规规定的增塑剂中的邻苯二甲酸酯。

在我们的测试中，商业实验室使用已认证的试剂对 PVC 中的一系列邻苯二甲酸酯类按重量法进行制备（表 1）。标样中的邻苯二甲酸酯是多种被永久性禁止的邻苯二甲酸酯混合物，例如邻苯二甲酸二辛酯（DOP 或 DEHP）、邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)、邻苯二甲酸丁苄酯 (BBP) 以及一种被批准的塑化剂代替物己烷-1,2-二羧酸二异壬酯 (DINCH) 混合物。

PVC 产品生产过程中会添加充足的塑化剂，通常是 20-35% 重量的总塑化剂，以使 PVC 产品变得柔软和柔韧。为了在评估标样中复现一个典型的乙烯基玩具组成，本研究使用的总塑化剂浓度为 33-35% 重量。FTIR 方法使用 Agilent 4500 系列便携式 FTIR，并且同时使用 PVC 中的 DEHP 以及各种替代塑化剂进行校正。使用该方法测定其他类型禁用邻苯二甲酸酯类（例如 DBP 和BBP）的结果表明，该方法可以高效地检测各种类型的低浓度正-邻苯二甲酸酯，实现筛查的目的。

2 倍标准偏差 — 4.0%（*相对值）
标准样品编号 受监管邻苯二甲酸酯类混合物浓度 (wt%)  
邻苯二甲酸
二辛酯 (DOP)		 二丁基
邻苯二甲酸酯
(DBP)		 邻苯二甲酸
丁苄酯
(BBP) 		DINCH 受管制的总
邻苯二甲酸酯类
1 0 0 0 34.015 0
2 0.12 0 0 33.996 0.12
3 0.507 0 0 33.444 0.507
4 0 0.108 0 33.21 0.108
5 0 0.703 0 34.286 0.703
6 0 0 0.093 33.031 0.093
7 0 0 0.74 33.365 0.74

*4.0% 相对不确定度是根据原材料的称量过程中产生的误差确定的（置信度为 95%，或 k=2）。
表 1. 邻苯二甲酸酯用作评估标样

从 Agilent 4500 FTIR 中得到的总邻苯二甲酸酯类结果如表 2 所示。数据表明 FTIR 值与采用重量方法前处理的样品匹配良好，可以达到以筛查为目的的测量级要求。

标准样品编号 总邻苯二甲酸酯类 wt% 重量 总邻苯二甲酸酯类 wt% FTIR
1 0.000 0.00
2 0.121 0.17
3 0.507 0.54
4 0.108 0.12
5 0.703 0.79
6 0.093 0.17
7 0.740 0.96

表 2. 使用重量法与 FTIR 法测量总邻苯二甲酸酯类的比较

许多需要快速筛查塑料玩具和其他产品的组织机构和公司采用配备独有的邻苯二甲酸酯方法的 Agilent 4500 便携式 FTIR，以便确定是否存在禁用的邻苯二甲酸酯，或确定邻苯二甲酸酯的浓度是否低于法规要求。FTIR 方法的速度能够筛查更多的产品，同时还能标记可以的物质，以便通过 GC/MS 进行进一步分析，满足法规要求。如需了解有关邻苯二甲酸酯快速 FTIR 筛查的更多信息，请参阅安捷伦出版物 5991-5709EN 和 5991-3649CHCN。

安捷伦提供用于快速、准确地检测污染物的全套可靠解决方案

安捷伦的消费品全套先进检测仪器能够帮助您快速轻松地验证方法和结果，以确保全球合规性。例如，7890B GC 和 5977AGC/MS 可为邻苯二甲酸酯分析提供出色的灵敏度和选择性。先进的 LC 和 LC/MS 系统、凝胶渗透/体积排阻色谱系统、色谱柱和标准品，可提供经济有效、稳定和可靠的结果，实现最佳的产品质量。可靠且简单易用的安捷伦 ICP-MS 和 ICP-OES 解决方案也可为杂质分析提供出色的灵敏度，确保所有生产环节的安全性和产品质量。

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参考文献

  1. 请访问 https://www.cpsc.gov/phthalates，了解更多有关邻苯二甲酸酯法规和测量的详细信息。