抗氧劑1076作為酚類抗氧劑，廣泛應用于聚烯烴、聚氯乙烯、ABS樹脂、橡膠、石油制品中，是改性塑料材料中使用較廣的一類抗熱老化添加劑，其在聚合物體系中僅少量存在時，就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進行，可使塑料耐受更長時間的熱氧老化，從而延長使用壽命。

如何對材料中的抗氧劑進行準确、可靠的檢測分析，是材料配方改進的重要基礎，也是材料失效分析的關鍵手段。但是由于抗氧劑在樣品體系中的添加比例非常低，想要準确、可靠地獲得材料中目标物的含量非常困難，往往需要借助氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）、液相色譜-質譜聯用儀（LC-MS）、高效液相色譜儀（HPLC）等精密微量分析設備以及高效率的前處理方法。國高材分析測試中心在高分子材料成分定性、定量擁有近30年的豐富經驗，通過先進的分析技術和龐大的材料數據庫，為客戶提供高效、便捷的産品研發技術解決方案。

本文通過一則客戶委托測試PP中抗氧劑1076含量的案例，分享我中心對成分分析中定量測試方法的研究思路，希望對各位同仁在測試新方法開發中能有些許啟發。

關于抗氧劑1076：

抗氧劑1076具有較低的分子量（M=530.86），其在苯、氯仿、環己烷、丙酮、甲苯等有機溶劑中具有良好的溶解性。

抗氧劑1076結構式

本案例采用熱壓法将材料壓片并破碎，以甲苯為溶劑通過索氏抽提高效提取聚丙烯材料中抗氧劑1076。

• 建立GC-MS法定性定量檢測抗氧劑1076的方法
• 建立HPLC法定性定量檢測抗氧劑1076的方法

為了确保測試方法的準确性和可靠性，本案例設計正交實驗探究影響該方法測試結果的因素，通過測試不同抗氧劑1076含量的标準樣品，驗證兩種檢測方法的準确性。

試驗過程

一、 GC-MS法

試驗方案：采用熱壓法将材料壓片并破碎，以甲苯為溶劑通過索氏抽提高效提取聚丙烯材料中抗氧劑1076，提取液分别經過過濾、定容後分别通過GC-MS外标法定性定量檢測1076，具體參數如下：初始溫度80℃保持0.5min（15℃/min）升溫至110℃保持0.5min（20℃/min）升溫至280℃保持1min（20℃/min）升溫至320℃保持5min，進樣口溫度280℃。

國高材分析測試中心GC-MS設備圖

(1)标線建立

準确稱取0.1020g抗氧劑1076（純度98%）于100ml容量瓶中，用色譜純甲苯定容至刻度，搖勻，得1000µg/ml濃度的1076标液儲備液。

由标液儲備液稀釋配置成不同濃度的1076系列濃度點，包括2µg/ml、10µg/ml、20µg/ml，取上述配置的标準溶液上機GC-MS測試，目标峰如圖1所示，上機參數：初始溫度80℃保持0.5min（15℃/min）升溫至110℃保持0.5min（20℃/min）升溫至280℃保持1min（20℃/min）升溫至320℃保持5min，進樣口溫度280℃。通過軟件拟合得到抗氧劑1076外标定量曲線，曲線具有良好的線性相關系數，R2=1，曲線圖如圖2。

圖1 抗氧劑1076氣相色譜質譜圖

圖2 抗氧劑1076 氣相色譜質譜定量曲線

⑵測試過程

稱量0.2g左右樣品，精密稱定，置于索氏抽提器中，加入60ml甲苯，設置回流溫度150℃，加熱回流3小時，抽提結束後，提取液經過濾，甲苯定容至100ml，上機GC-MS測試。

表1 GC-MS法-不同含量抗氧劑1076的試驗結果

試驗結果表明：将樣品進行壓片後破碎處理，使用甲苯作為溶劑，可增加目标物在溶劑中的溶解效率；以抗氧劑1076不同濃度的氣相色譜響應值與對應濃度建立外标定量曲線，具有良好的線性關系R2=1；通過表1分析可知，采用索氏抽提-GC-MS法測試抗氧劑1076理論含量分别0.5%、1%、2%的标準配方樣品，所測抗氧劑1076含量值與理論值相對誤差均小于±15%，平均測得率87.7%，準确性良好。

二、HPLC法

試驗方案：采用熱壓法将材料壓片并破碎，以甲苯為溶劑通過索氏抽提高效提取聚丙烯材料中抗氧劑1076，提取液分别經過過濾、定容後通過HPLC外标法定性定量檢測1076，具體參數如下：檢測波長220nm,梯度淋洗0min甲醇（90%）-水（10%）、5min甲醇（90%）-水（10%）、10min甲醇（100%）-水（0%），柱溫25℃。

國高材分析測試中心HPLC設備圖

(1)标線建立

标液配置以及濃度點同GC-MS法。取上述配置的标準溶液上機HPLC測試，目标峰如圖3所示，檢測波長為220nm，梯度淋洗0min甲醇（90%）-水（10%）、5min甲醇（90%）-水（10%）、10min甲醇（100%）-水（0%），柱溫25℃。通過軟件拟合得到抗氧劑1076外标定量曲線，曲線具有良好的線性相關系數，R2=0.999，曲線圖如圖4。

圖3 抗氧劑1076液相色譜圖

圖4 抗氧劑1076液相色譜定量曲線

⑵測試過程

稱量0.2g左右樣品，精密稱定，置于索氏抽提器中，加入60ml甲苯，設置回流溫度150℃，加熱回流3小時，抽提結束後，提取液經過濾，甲苯定容至100ml，上機HPLC測試。

表2 HPLC法-不同含量抗氧劑1076的試驗結果

試驗結果表明：以抗氧劑1076不同濃度的液相色譜響應值與對應濃度建立外标定量曲線，具有良好的線性關系R2=0.999；通過表2分析可知，采用索氏抽提-HPLC法測試理論含量分别0.5%、1%、2%的标準配方樣品，所測抗氧劑1076含量值與理論值相對誤差均小于±15%，平均測得率88.8%，準确性良好。

三、 提取效率影響因素探究

為了提高測試結果的準确性和可靠性并優化測試路線，針對實驗過程中可能對抗氧劑1076測試結果準确性産生影響的相關因素進行正交實驗驗證，本案例就索氏抽提溫度、抽提時間、樣品質量-溶劑體積比進行正交實驗探索，考慮到标準溶液上機測試重複性良好以及所拟合外标定量曲線線性良好，因此本案例不考慮上機參數部分對測試結果的影響，僅以GC-MS法為例進行驗證。

試驗方案如下：驗證樣品中抗氧劑1076理論含量為1%，分别改變加熱溫度（120、150、180℃）、加熱時間（1h、2h、3h）、體積-質量比（600、300、120），控制單一變量，驗證各個因素對抗氧劑1076含量測試的影響并探索最佳提取條件。驗證結果見下表3所示。

表3 抽提溫度、時間、溶劑體積-質量比對試驗結果的影響

試驗結果表明：通過表3的實驗數據分析可知，以抗氧劑1076理論含量1%的标準配方樣品，通過改變索氏抽提溫度、時間以及抽提溶劑體積-質量比因素，控制單一變量，驗證各抽提因素對測試結果準确性的影響，經過驗證結果可以發現：

（1）抽提溫度、時間以及體積-質量比對抗氧劑1076檢測結果均有一定影響，但是抽提溫度和抽提時間影響較大，體積-質量比相對影響較小；

（2）當抽提時間與體積-質量比保持一定條件下，抽提溫度由120℃增加至180℃，目标物測得結果與理論含量之間相對誤差減小，平均測得率也提升；

（3）當抽提溫度與體積-質量比保持一定條件下，抽提時間由1h增加至3h，目标物測得結果與理論含量之間相對誤差減小，測得率也有所提升；

（4）綜合考慮抽提溫度、時間、體積-質量比幾種因素對抗氧劑1076檢測準确性的影響情況，确定抽提溫度150℃、抽提時間3h、體積-質量比為300 ml/g的條件下測得結果與理論值最接近，相對誤差為-9%。

四、總結

采用熱壓法将材料壓片并破碎，以甲苯為溶劑通過索氏抽提高效提取聚丙烯材料中抗氧劑1076，建立GC-MS法與HPLC法兩種方法定性定量檢測聚丙烯材料中抗氧劑1076，實驗證明兩種方法均具有良好的定性定量效果；此外本案例探究了不同提取溫度、提取時間以及溶劑不同體積-質量比對樣品中目标物抗氧劑1076提取效率的影響，經過驗證抽提溫度、時間以及體積-質量比對提取效率均有一定影響，當抽提溫度設置150℃、抽提時間3h、溶劑體積-質量比為300 ml/g的條件下抽提效率最優。

*國高材分析測試中心原創内容，轉載請注明出處

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