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Technical articles目前,對于紡織品的檢測存在很多的技術(shù)難題。如紡織品中致癌染料、致敏染料、殺蟲(chóng)劑的檢測技術(shù)存在一個(gè)共同特點(diǎn)即待檢物質(zhì)包裹及深埋在纖維及面料中。
1生態(tài)紡織品檢測要求
近幾年,隨著(zhù)人們的環(huán)保意識的加強,世界各國都在積極開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有益于人體健康、有利于環(huán)境保護的產(chǎn)品,生態(tài)紡織品也越來(lái)越被人們所關(guān)注和追捧。生態(tài)紡織品不僅要求紡織品本身無(wú)毒無(wú)害,與人體接觸無(wú)刺激,同時(shí)要求其生產(chǎn)加工工藝如印染、整理等過(guò)程不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),染料及印染助劑應具有安全性和好的生物降解性。因此,上對紡織品中的有害物質(zhì)含量的控制越來(lái)越嚴格。目前,生態(tài)紡織品標準及國內標準等主要包括甲醛、耐水色牢度、耐汗漬色牢度、耐摩擦色牢度、耐唾液色牢度、可分解芳香胺、可萃取重金屬(銻、砷、鉛、鎘、鉻、鈷、銅、鎳、汞)、含氯苯酚(四氯苯酚、五氯苯酚)、有機氯載體、pH值等檢測項目。其中尤屬致癌染料、致敏染料、殺蟲(chóng)劑等受人們所關(guān)注。
目前,對于紡織品的檢測存在很多的技術(shù)難題。如紡織品中致癌染料、致敏染料、殺蟲(chóng)劑的檢測技術(shù)存在一個(gè)共同特點(diǎn)即待檢物質(zhì)包裹及深埋在纖維及面料中。對于這些待測物質(zhì)的提取前處理更加復雜和困難,因此需要特種的萃取手段!同時(shí),隨著(zhù)紡織品的不斷發(fā)展,紡織品已經(jīng)不再是一兩種簡(jiǎn)單的棉、麻或者滌綸等成分了,越來(lái)越多的混紡、交織紡織品進(jìn)入市場(chǎng)并成為主導,這就進(jìn)一步加大了紡織品檢測的前處理的難度。
(l)禁用偶氮染料和過(guò)敏染料
目前已知致癌染料有多種屬偶氮染料。嚴禁使用。偶氮染料能引起人體視覺(jué)系統、呼吸系統和皮膚過(guò)敏。在紡織品服裝貿易中,過(guò)敏染料被生態(tài)紡織品標準列入禁用范圍,致敏性分散染料是指會(huì )對人體或動(dòng)物體的皮膚和呼吸器官等引起過(guò)敏作用的染料,廣泛應用于紡織品,皮革制品等的染色和印花工藝。
(2)殺蟲(chóng)劑
棉、麻等天然纖維植物在生長(cháng)過(guò)程中,要用農藥滅蟲(chóng)和除草等,因此會(huì )有部分農藥被農作物纖維吸收,并殘留在植物和服裝上,穿著(zhù)時(shí)會(huì )給人帶來(lái)一定的危害。標準規定殺蟲(chóng)劑在織物服裝上的殘留量不得超過(guò)1ppm。其中嬰幼兒服裝上的殘留量不得超過(guò)0.5ppm。
2目前生態(tài)紡織品檢測前處理手段及方法
(1)禁用偶氮染料、致敏染料的檢測
目前我國采用的偶氮染料的檢測方法標準為GB/T17592—2006《紡織品禁用偶氮染料的測定》,其基本原理是對紡織樣品作還原分解產(chǎn)生禁用芳香胺,經(jīng)過(guò)提取濃縮后,用氣相色譜儀進(jìn)行測定,用高壓液相色譜、二極管陣列檢測器或氣相色譜、質(zhì)譜儀進(jìn)行定量。根據標準規定,對于非滌綸試樣,在反應器中經(jīng)過(guò)1h的處理,再通過(guò)15min的萃取,濃縮后用氣相色譜儀分析。檢測滌綸染色試樣時(shí),由于需要特殊的前處理,更比常規方法多用近1h。此外如果不知道樣品的成分,在測試前需要對試樣進(jìn)行纖維成分定性分析。其檢測程序復雜、實(shí)驗時(shí)間長(cháng)、效率低。
(2)殺蟲(chóng)劑的檢測
目前我國采用的殺蟲(chóng)劑檢測標準是GB/T18412《紡織品農藥殘留量的測定》,包括以下部分:*部分:77種農藥;第二部分:有機氯農藥;第三部分:有機磷農藥;第四部分:擬除蟲(chóng)菊酯農藥;第五部分:有機氮農藥;第六部分:笨樣羧酸類(lèi)農藥;第七部分:毒殺芬。檢測原理為:試樣經(jīng)超聲波提取,采用氣相色譜或者氣相色譜-質(zhì)譜測定。
(3)現對標準中涉及到的前處理方法對比分析如下:
1)索式提取(SE)
索式提取是經(jīng)典的前處理方法之一,常用來(lái)處理固體、半固體樣品,以實(shí)現分析物與基體物質(zhì)的預分離。多種物質(zhì)同時(shí)測定時(shí),可用索式提取將不同分析物逐步萃取出來(lái)。提取效率高,該方法的主要缺點(diǎn)是所需時(shí)間長(cháng)(一般在16h以上)、有機溶劑消耗量大且操作復雜,不易實(shí)現自動(dòng)化,目前已經(jīng)很少有人使用這種方法。
2)超聲萃取(UE)
超聲萃取是現在較為常見(jiàn)且有效的萃取方式,特別是對于固體、半固體樣品,超聲提取主要利用超聲波的空化作用加速所需成分的浸出提取,超聲波的次級效應(如機械振動(dòng)、乳化、擴散、化學(xué)效應等)加速預提成分的擴散釋放,使其與溶劑充分混合。與常規提取法相比,超聲提取具有提取時(shí)間短、產(chǎn)率高、無(wú)需加熱等優(yōu)點(diǎn)。相對于索式提取,大大提高了效率。但是超聲萃取需要使用大量的有機溶劑(約30~60mL),相對于現在更為先進(jìn)的預處理技術(shù),不夠環(huán)保。另外超聲萃取常伴有熱效應,對于不穩定易揮發(fā)分解的物質(zhì),會(huì )有一定量的損失。
隨著(zhù)檢測要求的提高,大型檢測儀器的發(fā)展。痕量檢測已越來(lái)越廣泛,隨之而來(lái)樣品的前處理技術(shù)也越來(lái)越被各界專(zhuān)家所重視,樣品前處理技術(shù)對檢測分析結果的影響占有很大的比重,有分析標明:檢測分析結果的誤差近50%來(lái)源于樣品的準備和處理,而真正來(lái)源于分析的還不到30%。而且大部分樣品前處理所占用的工作量超過(guò)整個(gè)分析的70%。因此樣品前處理系統是檢測體系達到快速而準確目的的基礎和保障。樣品前處理技術(shù)正在向著(zhù)省時(shí)省力、減少溶劑、減少對環(huán)境的污染、微型化、自動(dòng)化方向發(fā)展。
3快速溶劑萃取儀(APLE-1000/2000/3000)的*之處
快速有機溶劑萃取法是一項全新的樣品前處理技術(shù),通過(guò)升高溫度與壓力結合使用有機溶劑,可快速,有效的從基體中萃取各種待測物。尤其在對于固體樣品的痕量物質(zhì)檢測技術(shù)上,相較于其他萃取方式,APLE具有其顯著(zhù)的*性。(1)快速,僅需10-20分鐘即可完成;(2)溶劑用量小,10-40ML的溶劑用量;(3)萃取效率高,同時(shí)可以選用幾種溶劑萃取;(4)安全,自動(dòng)化程度高。因此APLE已在環(huán)境、藥物、食品等領(lǐng)域的殘留檢測中得到了廣泛的應用。并被美國環(huán)保局(EPA)選定為推薦的前處理標準方法。
APLE-1000/2000/3000快速溶劑萃取儀是目前市場(chǎng)上應用領(lǐng)域廣泛,提取效率高的先進(jìn)儀器。其在技術(shù)方面有很多的創(chuàng )新點(diǎn)
(1)采用輸液泵“三級變速加壓”:輸液泵根據萃取池體積的大小不同選擇大小不同的泵速打壓,同時(shí)可根據萃取池中壓力的升高情況逐漸降低加液的速度,從而有效避免了加壓過(guò)程中的壓力過(guò)沖現象,這一點(diǎn)對提高儀器的長(cháng)期穩定性和安全性都是非常有力的。
(2)采用壓力控制中心:全新的“壓力控制單元”采用平衡式壓力控制和機械過(guò)壓保護系統,確保儀器運行安全可靠。
(3)獨立研發(fā)的耐高壓萃取池:使用方便,收緊密封,密封壽命長(cháng)(≥500次),使用成本忽略不計。
(4)加熱保護體:采用了全新的“360°全周加熱爐”設計,萃取池受熱更均勻,可加快電熱爐與樣品池之間的平衡。
(5)采用了創(chuàng )新技術(shù)的APLE-1000/2000/3000快速溶劑萃取儀具有如下性能:溫度范圍為室溫~200℃,壓力范圍為大氣壓~20MPa。其中,APLE-2000萃取池體積包括11、22、33mL三種,可連續萃取24個(gè)樣品;APLE-3000萃取池體積包括1、5、10、22、34、66、100mL七種,可連續萃取12個(gè)樣品。而配套150mL萃取池的單路快速溶劑萃取儀APLE-1000的開(kāi)發(fā),主要是解決某些實(shí)驗室樣品數量并不是很多,但樣品處理量卻可能較大,或某些樣品中目標化合物的含量很低,每次萃取需要較大樣品量等問(wèn)題。其價(jià)格低廉,結構簡(jiǎn)單,可為用戶(hù)提供單個(gè)樣品的快速萃取。
4APLE在生態(tài)紡織品檢測中的應用舉例
(1)馬強、白樺等人,采用加速溶劑萃取的前處理方法,對不同類(lèi)型的紡織品樣品進(jìn)行壬基酚的檢測,以無(wú)水乙醇為提取溶劑,在10.3MPa和120℃下靜態(tài)循環(huán)提取2次,提取液經(jīng)SupelcleanEnvi-Carb石墨化碳黑固相萃取柱凈化,后采用色譜-質(zhì)譜進(jìn)行定性及定量分析。壬基酚的定量限為10μg/kg,在10~100μg/kg的3個(gè)添加水平范圍內,壬基酚的平均回收率為91.5%~97.8%,相對標準偏差在4.2%~7.0%之間。在該試驗中,對樣品的前處理條件,以無(wú)水乙醇為提取溶劑,分別進(jìn)行了超聲提取(提取時(shí)間30min)、振蕩提取(提取時(shí)間30min)、索氏提取(提取時(shí)間12h)和加速溶劑萃取(30min)結果表明,加速溶劑萃取法的提取效果優(yōu)于其它提取方法,且具有溶劑用量少、快速、全程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),因此選擇加速溶劑萃取法作為樣品提取方法。
(2)李琳、薛秀玲等人建立了測定皮革和紡織品中含氯苯酚的液相色譜/二極管陣列檢測器(HPLC/DAD)分析方法。該方法采用加速溶劑萃取法萃取不同類(lèi)型的皮革和紡織品樣品,以正己烷為提取劑,在10.34MPa和120℃下靜態(tài)循環(huán)提取3次,提取液經(jīng)氮吹儀濃縮近干,以正己烷溶解并定容;采用C18柱,以乙腈/0.5%乙酸溶液為流動(dòng)相,DAD波長(cháng)為214nm進(jìn)行液相色譜分離與分析。結果表明:四氯苯酚和五氯苯酚質(zhì)量濃度在0.1~20mg/L范圍內具有良好的線(xiàn)性關(guān)系(r>0.9999);平均回收率在96.0%~101.5%之間;相對標準偏差為0.50%~5.5%(n=7);方法的檢出限為0.02mg/kg,符合歐盟指令0.05mg/kg的*規定。并與國家標準GB/T18414.2—2006《紡織品含氯苯酚的測定第2部分:氣相色譜法》對比可以看出,該方法在前處理方法萃取溶劑和使用量、萃取時(shí)間、檢出限和回收率等方面都優(yōu)于現有檢測標準。該方法的建立為皮革和紡織品中含氯苯酚的測定提供了一種、簡(jiǎn)便、快速的新方法。
此外,快速有機溶劑萃取已在環(huán)境中土壤有機農殘、揮發(fā)性物質(zhì)和食品有機農殘、脂肪、有機錫等的檢測上得到了廣泛的應用。紡織品檢測中同樣包含有殺蟲(chóng)劑(其中包括77種農藥,有機氯農藥、有機磷農藥、有機氮農藥、擬除蟲(chóng)菊酯農藥、苯氧羧酸類(lèi)農藥)、有機錫化合物、五氯苯酚、四氯苯酚等的檢測。相信APLE在紡織品檢測上的應用發(fā)展會(huì )越來(lái)越廣闊。