常見紡織油劑的結(jié)構(gòu)及組分分析

橡木地板億牌地板白沙洲大道烽火家美 205 金剛柚木番龍眼榆木實(shí)木地板 實(shí)木地板億牌制造武昌白沙洲烽火南湖 151-7241-1677 常見紡織油劑的結(jié)構(gòu)及組分分析 溫正如，申屠鮮艷，汪 雪，肖珊美 * （金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321007） 摘要： 本文主要闡述了對未知紡織 油劑的剖析過程， 采用硅膠柱色譜法分離 紡織油劑 中的各組分 ,利用紅外光譜法和質(zhì)譜法對所分離組分進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，確定該組分的化學(xué)結(jié)構(gòu) ,并用重量法對其含量進(jìn)行定量分析，最終確定紡織油劑中的主要組分及其含量為白油 (28%)、硬脂酸異辛酯 (25%)、十八醇 聚氧乙烯基 (6)-聚氧丙基 (2)醚 (17%)、月桂酸酯聚氧乙基 (8)醚 (10%)、 十二烷基磺酸鈉 (5%)、磷酸鹽 (3%)和水 (12%)。 關(guān)鍵詞： 紡織油劑； IR； GC/MS； EI-MS Spectroanalysis of chemical composition and structures for textile oil Abstract： The paper mainly describes the analysis procedure of an unknown textile oil sample. Silica gel column chromatography was used to separate the components of this unknown sample. The structures of these separated components were analyzed by FTIR and EI-MS, respectively. The contents of every composition were also determined by gravimetric method. The results showed that the components of the textile oil were white oil (28%)、 isooctyl stearate (25%)、 octadecanol polyoxyethylene (6)-polyoxypropyl (2) ether (17%)、 laurate polyoxyethyl (8) ether (10%)、 sodium lauryl sulfate (5%)、 phosphate (3%) and water (12%). Key words： textile oil， IR， GC/MS， EI-MS 紡織油劑是由一種或多種表面活性劑復(fù)配而成的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工 業(yè)對紡織油劑的需求迅速增加，同時對其性能的要求也越來越高。因而，對紡織油劑建立綜合分析方法，從中獲得一些有價值的信息，可為新型油劑的研制提供參考。本文在文獻(xiàn) 1-7的基礎(chǔ)上，采用硅膠柱色譜法分離紡織油劑中的各組分；利用紅外光譜法和質(zhì)譜法對所分離組分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定，確定出該樣品的化學(xué)組成及分子結(jié)構(gòu)，采用重量法對各成分含量進(jìn)行定量測定。 1 實(shí)驗(yàn)部分 1.1 儀器與試劑 紅外光譜儀（ IR）： Nicoler AVATAR-360； 氣相色譜 /質(zhì)譜聯(lián)用儀 （ GC/MS）： 6890N 氣相色譜、5973I 質(zhì) 譜 檢 測 器 、 HP-5MS 30m 0.25mm 0.25um （ Agilent 公司 ） ； 質(zhì) 譜 儀 ：LCQ ADVANTAGE MS； 正己烷、氯仿、乙醚、丙酮、甲醇、氨水 為 分析 純； 樣品為外來樣。 1.2 GC/MS 條件 載氣 為 He；分流比為 50： 1，進(jìn)樣口溫度為 300；程序升溫： 160， 10 min-1 升溫到 320，并保持 5min。 EI 離子源，電子能量 70eV；離子源溫度為 150 ；接口溫度為 280；倍增電壓為1047eV；掃描范圍為 30500 mz-1； 掃描速度為 2.82 Scanss-1。 1.3 EI-MS條件 氮?dú)忪F化氣 ， 壓力 20bar， 噴霧針頭電壓 5KV， 加熱毛細(xì)鋼管 （ capillary） 溫度 250， 電壓10V， Tube Lens Offset 10V。 1.4 離子性的測定 鑒別離子性有多種顯色方法，本實(shí)驗(yàn)采用的方法以及檢測結(jié)果見表 1。 表 1 油劑 離子性的鑒別 Table 1 The ion test of textile oil 鑒別方法 溴酚藍(lán)試驗(yàn) 碘化鉍鉀 -氯化鋇試驗(yàn) 酸性亞甲基藍(lán)試驗(yàn) 現(xiàn)象 溶液沒有變化 有橙紅色的沉淀出現(xiàn) 氯仿層出現(xiàn)藍(lán)色 結(jié)論 無陽離子型表面活性劑存在 有非離子型 表面活性劑存在 有陰離子型表面活性劑存在 由表可知，該油劑由陰 /非離子型表面活性劑配成。 1.5 P元素的檢驗(yàn) 采用鉬酸銨法檢驗(yàn) P元素，結(jié)果表明，樣品中含有少量的 P元素，根據(jù)油劑性質(zhì)可知，該樣品中含有少量的 磷酸鹽 。 1.6 硅膠柱色譜法 取 60g硅膠于正己烷中浸泡過夜，濕法裝柱。稱取待測的油劑 1g左右，干法上柱。用不同極性的溶劑或復(fù)配溶劑進(jìn)行洗脫，保持流速為 1mLmin-1， 20mL等體積 收集洗脫液于燒杯（編號并稱重）中， 水浴蒸去溶劑，稱取殘留物重量，回收率為 96.59%。以燒杯編號為橫 坐標(biāo)，燒杯中殘留物的質(zhì)量（ g）為縱坐標(biāo)，作淋洗圖（圖 1），得未知物 A， B， C， D， E。 圖 1 柱層析洗脫曲線 Fig.1 The spectrum of column chromatography 1.7 組分的結(jié)構(gòu)鑒定 1.7.1 紅外光譜法 于傅里葉變換紅外光譜儀上 ,分別測定未知物 A ,B ,C ,D ,E 的紅外光譜。 1.7.2 質(zhì)譜法 于 氣相 /質(zhì)譜聯(lián)用儀上，對未知物 B進(jìn)行分析；同時用 質(zhì)譜儀分別測定未知物 C， D， E的質(zhì)譜圖。 1.8 組分的定量分析 采用重量法測定油劑中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 2 結(jié)果與討論 2.1 未知物 A的光譜分析 未知物 A的紅外光譜如圖 2所示。在圖 2中， 1376 cm-1峰為 CH3的特征峰， 2953 m-1， 2923 cm-1和 2853 cm-1是 CH3和 CH2的 C-H伸縮振動峰， 1463 cm-1為 CH3和 CH2的面內(nèi)變形振動峰，位于 722 cm-1處的峰說明 CH2的數(shù)目大于 4，該物質(zhì)為白油 。 722.60813.08868.761376.541456.661602.862853.382923.842953.92 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5%Transmittance 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 W a v e n u m b e r s ( c m - 1 ) 圖 2 未知物 A的紅外光譜圖 Fig.2 The IR spectrum of unknown matters A 2.2 未知物 B的光譜分析 未知物 B的紅外光譜圖顯示有 酯 基和烷基的特征吸收峰，其中 1739 cm-1為 酯 基的伸縮振動；1172 cm-1為 酯 鍵 C-O-C的伸縮振動峰； 1377 cm-1和 722 cm-1為長鏈烷基的吸收峰； 3004 cm-1處為=C-H伸縮振動峰。查紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖可知， 未知物 B為長鏈的不飽和脂肪酸或者脂肪酸酯。 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.0010000002000000300000040000005000000600000070000008000000Time-AbundanceTIC: 08032809.D 圖 3 未知物 B的 TIC圖 Fig.3 The TIC spectrum of unknown matters B 圖 3為未知物 B的總離子流圖（ TIC）， 對各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到質(zhì)譜圖，經(jīng)計算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索（質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫 NIST）及 人工譜圖解析，鑒定出該物質(zhì)為 硬脂酸異辛酯。 經(jīng)紅外和 GC/MS分析， 可確定未知物 B為硬脂酸異辛酯。 2.3 未知物 C的光譜分析 未知物 C的紅外光譜如圖 4所示。 圖 4中 ， 2922cm-1， 2855cm-1， 1465 cm-1， 720 cm-1為長鏈烷基的特征吸收峰； 1113 cm-1處有強(qiáng)吸收峰，為聚氧乙烯基醚的特征吸收峰，此外，在 1350 cm-1，949cm-1出現(xiàn)相應(yīng)的吸收峰； 3457cm-1峰歸屬于 -OH的伸縮振動。 圖 4與脂肪醇聚氧乙基醚的紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖相同。 527.88720.67843.73882.18949.14992.511113.001248.111282.061350.071465.541645.821961.612855.482922.993457.68 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5%Transmittance 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 W a v e n u m b e r s ( c m - 1 ) 圖 4 未知物 C的紅外光譜圖 Fig.4 The IR spectrum of unknown matters C 圖 5 未知物 C的 ESI質(zhì)譜圖 Fig.5 The MS spectrum of unknown matter C 圖 5中主系列峰為 十八醇 聚氧乙烯基 -聚氧丙基醚 +Na+， PO數(shù)為 2， EO數(shù)為 6。 經(jīng)紅外光譜和質(zhì)譜分析，未知物 C十八醇 聚氧乙烯基（ 6） -聚氧丙基（ 2）醚 。 2.4 未知物 D的光譜分析 未知物 D的紅外光譜如圖 6所示。 524.63723.19848.65950.311108.811249.121297.691349.491459.711648.351735.372857.192927.333467.18 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0%Transmittance 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 W a v e n u m b e r s ( c m - 1 ) 圖 6 未知物 D的紅外光譜圖 Fig.6 The IR spectrum of unknown matters D 圖 6中， 2927cm-1， 2857 cm-1， 1459 cm-1， 723 cm-1為長鏈烷基的特征吸收峰； 1108 cm-1處有強(qiáng)吸收峰，為聚氧乙烯基醚的特征吸收峰，此外，在 1349cm-1， 950cm-1出現(xiàn)相應(yīng)的吸收峰；3467cm-1峰歸屬于 -OH的伸縮振動； 1735cm-1強(qiáng)吸收峰說明有酯鍵存在 。 將圖 6與薩特勒紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖對照，可判斷未知物 D為長鏈 脂肪酸 酯 聚氧乙烯醚。 圖 7 未知物 D的 ESI質(zhì)譜圖 Fig.7 The MS spectrum of unknown matter D 圖 7中主系列峰為 月桂酸酯聚氧乙烯醚 +Na+， EO數(shù)大約從 1到 16， mz-1最大值為 575，相對應(yīng)的 EO數(shù)為 8。 經(jīng)紅外光譜和質(zhì)譜分析，未知物 D月桂酸酯聚氧乙基 (8)醚 。 2.5 未知物 E的光譜分析 由未知物 E的紅外光譜圖可知 ，在 1186 cm-1， 1069 cm-1處存在磺酸基伸縮振動的特征吸收峰，2921 cm-1, 2851 cm-1, 1464 cm-1, 1377 cm-1和 718 cm-1為長鏈烷基的特征吸收峰，與烷基磺酸鈉的紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖基本相符。 圖 8 未知物 E的 ESI質(zhì)譜圖 Fig. 8 The MS spectrum of unknown matter E 圖 8為 未知物 E的 -ESI質(zhì)譜圖 。圖中顯示的主峰為 C12H25SO3Na-Na-，另一組弱系列峰來自2M-Na-。 經(jīng)紅外光譜和質(zhì)譜分析，可判斷未知物 E為十二 烷基磺酸鈉。 3 結(jié)論 （ 1） 對紡織油劑進(jìn)行硅膠柱色譜、紅外光譜和質(zhì)譜分析可知，該油劑由陰 /非離子表面活性劑和水兩部分組成，其化學(xué)組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如表 2所示。 表 2 油劑 的組成 Table 2 The composition of textile oil 組分 質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% 白油 28 硬脂酸異辛酯 25 十八醇 聚氧乙烯基（ 6） -聚氧丙基（ 2）醚 17 月桂酸酯聚氧乙基 (8)醚 10 十二烷基磺酸鈉 5 磷酸鹽 3 水 12 （ 2） 用硅膠柱色譜法分離紡織油劑中的各組分，用紅外光譜和質(zhì)譜鑒定各組分的結(jié)構(gòu)，該綜合分析方法簡便實(shí)用，分析結(jié)果可靠，重現(xiàn)性良好，對確定未知紡織油劑的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)具有普遍的實(shí)用性，研究結(jié)果對新型紡織油劑的開發(fā)具有一定的參考價值。 參考文獻(xiàn)： 1 王 強(qiáng)，高來寶 非乳化型毛紡油劑組成與結(jié)構(gòu)分 析 J 紡織高?；A(chǔ)科學(xué)學(xué)報， 2001，14（ 3）： 233-237 2 王 英，董慧茹，蘇 霞 光譜法分析合成纖維油劑的組成及結(jié)構(gòu) J 合成纖維工業(yè)， 2004， 27（ 3）