9002-92-0/勻染劑O的應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

勻染劑O又叫月桂醇聚氧乙烯醚。月桂醇聚氧乙烯醚屬于一種重要的脂肪醇聚氧乙烯醚，是非離子表面活性劑中發(fā)展最快、 用量最大的品種之一。分子中的醚鍵不易被酸、堿破壞，所以穩(wěn)定性較高，水溶性較好，耐電解質(zhì)，易于生物降解，泡沫小。除了在紡織印染行業(yè)大量使用外，還大量用于復(fù)配低泡液 體洗滌劑。月桂醇聚氧乙烯醚與其他表面活性劑的配伍性好。

對(duì)硬水不敏感，低溫洗滌性能 好，但隨著水溫的升高，其溶解度會(huì)逐漸降低。在pH值為3～11的范圍內(nèi)，月桂醇聚氧乙烯 醚水解穩(wěn)定。然而，它們也會(huì)在空氣中緩慢氧化，產(chǎn)生一些氧化產(chǎn)物，比如乙醛和氫過(guò)氧化物，這些氧化物比那些尚未發(fā)生類似情況的表面活性劑對(duì)皮膚毒性更大。主要用于洗滌行業(yè)、紡織印染行業(yè)、造紙行業(yè)。產(chǎn)品、生態(tài)環(huán)境等樣品中能含有的月桂醇聚氧乙烯醚化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)，對(duì)人體癌細(xì)胞增長(zhǎng)及生殖能力都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境均構(gòu)成嚴(yán)重危害。

分析方法^[1]

一種月桂醇聚氧乙烯醚的全二維分離分析方法，采用超高壓親水相互作用色譜與離子淌度質(zhì)譜聯(lián)用的方法，構(gòu)建了月桂醇聚氧乙烯醚的全二維分離分析體系，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜目標(biāo)化合物體系的有效分離和精準(zhǔn)測(cè)定，所述方法包括超高壓親水相互作用色譜條件和離子淌度質(zhì)譜條件的優(yōu)化。

一、儀器與試劑

ACQUITY超高效液相色譜儀，配有二元泵、樣品管理器、柱溫箱，SYNAPTG2-SiHDMS 四極桿-離子淌度-飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜儀、MassLynx和DriftScope數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(美國(guó)Waters 公司)；混合標(biāo)樣月桂醇聚氧乙烯醚(平均聚合度為23)購(gòu)自美國(guó)ChemService公司。乙腈為色譜純(美國(guó)J.T.Baker公司)；水為Milli-Q超純水器(美國(guó)Millipore公司)制備的超純水。

二、實(shí)驗(yàn)方法

1、超高壓親水相互作用色譜條件

(1)色譜柱：WatersACQUITYUPLCHSSHILIC柱(100mm×2.1mm,1.8μm)；

(2)流動(dòng)相：水-乙腈梯度洗脫(梯度洗脫程序見(jiàn)表1)；

(3)流速：0.4mL/min；

(4)柱溫：35℃；

(5)樣品室溫度：10℃；

(6)進(jìn)樣量：10μL；

(7)洗針液：強(qiáng)洗針液為水，200μL；弱洗針液為乙腈，600μL。

2、離子淌度質(zhì)譜條件

(1)離子源：電噴霧電離源；

(2)掃描方式：正離子模式；

(3)毛細(xì)管電壓：2.8kV；

(4)脫溶劑氣溫度：500℃；

(5)脫溶劑氣流量：1000L/h；

(6)取樣錐孔電壓：65V；

(7)萃取錐孔電壓：4.0V；

(8)捕集離子導(dǎo)入器碰撞能量：6.0V；

(9)捕集離子導(dǎo)入器流量：1.5mL/min；

(10)淌度波速率：700m/sec；

(11)淌度波高度：40V；

(12)淌度氣流速：90mL/min

(13)飛行時(shí)間質(zhì)譜質(zhì)量分析器質(zhì)量采集范圍：m/z50to1500Da；

(14)飛行時(shí)間質(zhì)譜質(zhì)量分析器掃描時(shí)間：1.0sec；

(15)飛行時(shí)間質(zhì)譜質(zhì)量分析器掃描間隔時(shí)間：0.02sec；

(16)鎖定質(zhì)量數(shù)參比校正液：亮氨酸腦啡肽溶液，200ng/mL，m/z556.2771Da。

三、結(jié)果與分析

1、月桂醇聚氧乙烯醚的超高壓親水相互作用色譜分離

本研究采用ACQUITYUPLCHSSHILIC色譜柱(100mm×2.1mm,1.8μm)。經(jīng)計(jì)算，月桂醇聚氧乙烯醚的醇水分配系數(shù)介于-7.03(C12EO43)和3.40(C12EO5)之間，顯示具有很大的疏水性差異。為實(shí)現(xiàn)從具有較強(qiáng)疏水性的短鏈聚合物到具有較強(qiáng)親水性的長(zhǎng)鏈聚合物的多組分分離，采用梯度洗脫方式，對(duì)梯度洗脫條件進(jìn)行了詳細(xì)優(yōu)化。

2、月桂醇聚氧乙烯醚的電噴霧電離

電噴霧電離和大氣壓化學(xué)電離均有應(yīng)用于月桂醇聚氧乙烯醚的研究報(bào)道，通常電噴霧電 離的應(yīng)用更多。本發(fā)明采用直接進(jìn)樣方式，分別在正、負(fù)兩種離子化模式下，考察了電噴霧電離和大氣壓化學(xué)電離對(duì)于月桂醇聚氧乙烯醚的電離效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在電噴霧電離和大氣壓化學(xué)電離模式下，月桂醇聚氧乙烯醚的離子分布總體相似，但電噴霧電離的信號(hào)相應(yīng)更強(qiáng)。超高壓親水相互作用色譜中所采用的乙腈-水流動(dòng)相與電噴霧電離可以很好地兼容。通 過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，月桂醇聚氧乙烯醚的電噴霧離子化過(guò)程中，可以同時(shí)攜帶單電荷、雙電荷和三電荷，同一聚合度單體帶不同電荷彼此之間的質(zhì)荷比分別相差44、22和14.7Da，這對(duì)應(yīng)一個(gè)乙氧基基團(tuán)。

3、月桂醇聚氧乙烯醚的離子淌度分離

首先通過(guò)直接進(jìn)樣方式考察了攜帶不同電荷的月桂醇聚氧乙烯醚在離子淌度下的分離效果。分別對(duì)淌度波速率、淌度波高度、淌度氣流量等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化以獲取最優(yōu)分離效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，即便在沒(méi)有的色譜分離情況下，僅通過(guò)離子淌度依然可以實(shí)現(xiàn)月桂醇聚氧乙 烯醚在一定程度上的分離。離子淌度的分離速度很快，完成一個(gè)分離循環(huán)的周期只需要6.64 ms。通過(guò)離子淌度質(zhì)譜技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)攜帶不同的月桂醇聚氧乙烯醚離子的有效分離。

4、月桂醇聚氧乙烯醚的超高壓親水相互作用色譜-離子淌度質(zhì)譜全二維分離分析

將第一維的超高壓親水相互作用色譜與第二維的離子淌度質(zhì)譜進(jìn)行偶聯(lián)，對(duì)不同聚合度 的月桂醇聚氧乙烯醚進(jìn)行全二維分離分析。由月桂醇聚氧乙烯醚的離子淌度遷移時(shí)間-超高壓親水相互作用色譜保留時(shí)間圖可見(jiàn)，超 高壓親水相互作用色譜沿橫軸保留時(shí)間方向根據(jù)月桂醇聚氧乙烯醚疏水性的不同實(shí)現(xiàn)了第一維分離，離子淌度質(zhì)譜沿縱軸遷移時(shí)間方向依照月桂醇聚氧乙烯醚離子淌度的差異實(shí)現(xiàn)了第 二維分離。不同聚合度的月桂醇聚氧乙烯醚組分的信號(hào)以飛行時(shí)間質(zhì)譜進(jìn)行了確證。

5、超高壓親水相互作用色譜-離子淌度質(zhì)譜全二維分離分析體系的正交性和實(shí)際峰容量評(píng)價(jià)研究

正交性和峰容量是評(píng)價(jià)全二維分離體系選擇性和分離能力差異的重要指標(biāo)。正交性不僅與分離機(jī)制有關(guān)，還與待測(cè)物的性質(zhì)和分離條件有關(guān)。相關(guān)系數(shù)(r)是常用的用于評(píng)價(jià)全二 維分離體系正交性的參數(shù)。當(dāng)相關(guān)系數(shù)為1時(shí)，表示第一維分離和第二維分離完全相關(guān)，當(dāng)相關(guān)系數(shù)為0時(shí)，表示第一維分離和第二維分離完全正交，對(duì)于大部分全二維分離體系，其相關(guān)系數(shù)介于0和1之間。

峰分散角(β)是另一個(gè)評(píng)價(jià)正交性的參數(shù)，由相關(guān)系數(shù)的反余弦 計(jì)算而得，當(dāng)峰分散角為90°時(shí)，表示第一維分離和第二維分離完全正交。對(duì)于本研究所構(gòu)建 的超高壓親水相互作用色譜-離子淌度質(zhì)譜全二維分離體系，根據(jù)月桂醇聚氧乙烯醚的超高壓 親水相互作用色譜保留時(shí)間和離子淌度遷移時(shí)間，計(jì)算得到月桂醇聚氧乙烯醚的相關(guān)系數(shù)和 峰分散角分別為0.0224和88.72°。

6、月桂醇聚氧乙烯醚碰撞橫截面積的計(jì)算

本研究選擇聚丙氨酸為校準(zhǔn)物質(zhì)，以其已知的碰撞橫截面積值對(duì)離子淌度遷移時(shí)間，分別繪制單電荷、雙電荷和三電荷三條校準(zhǔn)曲線。

應(yīng)用^[2]

一種IAEO-AA-SMAS三元共聚物表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用，首先將衣康酸、對(duì)甲苯磺酸、對(duì)苯二酚及月桂醇聚氧乙烯醚加入反應(yīng)器中于90℃-140℃保溫反應(yīng)直到測(cè)得的酸值恒定，即得月桂醇聚氧乙烯醚衣康酸單酯；其次，向恒溫反應(yīng)釜中加入水，然后在65-105℃向其中分別滴加過(guò)硫酸銨溶液以及由丙烯酸、甲基丙烯磺酸鈉和調(diào)節(jié)成中性的月桂醇聚氧乙烯醚衣康酸單酯組成的單體混合物，然后保溫反應(yīng)2-5h，靜置、冷卻，最后調(diào)節(jié)pH值至9-10，即得最終產(chǎn)物；最終產(chǎn)物與市售低分子脫墨劑相比分子量更大，對(duì)油墨的分散、捕集及乳化能力更強(qiáng)，可單獨(dú)使用或與低分子表面活性劑復(fù)配后作為脫墨劑進(jìn)行脫墨，再生出的紙張白度高，殘余油墨量少，適用廢舊雜志紙的浮選脫墨。

主要參考資料

[1]CN201510450876.0一種月桂醇聚氧乙烯醚的全二維分離分析方法

[2]CN201410148800.8一種IAEO-AA-SMAS三元共聚物表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用