汉高(中国)投资有限公司 200438
摘要：文章综述了水基型胶粘剂的种类以及其中苯系物的多种安全性检测方法，结合当下水基型胶粘剂发展现状，通过深入的比较和分析，对顶空/气相色谱-质谱检测方法多方面进行了探索和优化，提高了实验室检测水基型胶粘剂的准确性和灵便性，推动水基型胶粘剂行业的发展与进步。
关键词：水基型胶粘剂；苯系物；静态顶空；气相色谱
胶粘剂是重要的辅助材料之一，在工业生产中应用极为广泛。由于作业材料上胶方式以及使用环境和粘结要求等的不同，胶粘剂的种类有很多。随着人们环境和健康意识日益提高，社会不仅关注胶粘剂的功能应用，而且对胶粘剂的环保要求愈加严格。发展符合“环保、健康、安全”要求的环保型绿色胶粘剂势在必行，胶粘剂已朝水基化、无溶剂化、无毒化方向发展，水基型胶粘剂得到极为广泛的应用。现有水基型胶粘剂大多含有少量的挥发性有机化合物作为助剂，以便控制黏度或流动性等，但其中苯系物这类物质具有强烈的致癌性、致畸性和致突变性，因此需要对苯系物进行限量要求，对水基型胶粘剂的安全性检测十分重要。
一、常用水基型胶粘剂种类
（一）生物质胶粘剂
生物胶粘剂原料来源广泛，如米糠、树皮、废弃皮革边角料、坚果果壳等，但直接通过对原料处理得到的生物质胶粘剂与合成胶粘剂相比，还存在粘接性能差、耐水耐候性不佳等问题，因此较少的作为工业成熟应用使用。
（二）水基环氧胶
水乳化型环氧树脂-固化剂配合物，同水溶性环氧树脂相比有更高的固含量和更低的黏度，固化后有更好的耐水性和耐腐蚀性，用于胶粘剂有明显的优势。采用能参与固化反应的活性基团的乳化剂，在环氧树脂固化时成为固化物的组成部分，并具有增韧等改性作用。
（三）水基聚氨酯胶粘剂
水基聚氨酯胶粘剂可分为单组分和双组分2种。通过改变工艺因素和结构因素等，可获得所需性能的胶粘剂。水基聚氨酯胶粘剂正在向高固含量、高性能发展，可用于家具、汽车、制鞋、建筑等行业，对多种材料都表现出优良的粘接性能。
（四）丙烯酸胶粘剂
丙烯酸胶粘剂具有优良的保色性、透明性、耐光和耐候性以及粘接性能。丙烯酸脂类单体很容易进行乳液聚合，可用分子设计和粒子设计方法合成出软硬程度不同的乳液胶粘剂。
（五）聚醋酸乙烯乳液
传统的PVAC乳液耐寒、耐水、耐湿性较差。鉴于此，国内外都将改性作为研发工作的重点：醋酸乙烯酯单体与甲基丙烯酸酯、乙烯，含羟基、羧基的单体等进行共聚改性，改善耐水性和抗蠕变性能。
（六）EVA乳液
EVA乳液即醋酸乙烯一乙烯共聚乳液。由于乙烯单体的引入，使均聚物高分子链中无规则的嵌段共聚而活性增加，产生内增塑作用。EVA乳液具有较低的成膜温度，机械性能和贮存稳定性好；其胶膜具有较好的耐水耐酸碱性，广泛应用于建筑、纺织、包装行业。
二、水基型胶粘剂安全性标准
水基型胶粘剂应用的行业十分繁杂，主要是用于彩印包装、运动时尚、木器家具、烟草行业、无纺布行业等等。因此，水基型胶粘剂的安全性标准会根据行业特质和要求各有不同，各领域也制定了相应的检测方法及限量标准。
《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》（GB 9685—2008）、《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》（GB 18583-2008）、《鞋和箱包用胶粘剂》（GB 19340—2003）、《YC/T 334-2010》、《YC/T 263-2008卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》等均对水基型胶粘剂中苯系物进行了测试方法和限量规定。但某些标准检测方法比较繁琐，需要使用大量有毒、昂贵和环境不友好的有机试剂，一定程度影响了检测结果的准确性。
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三、苯系物检测方法
水基型胶粘剂中苯系物的分析方法主要有气相色谱法和气相色谱-质谱联用法。采用气相色谱-质谱联用方法，质谱检测器能消除或减少其他物质对于目标化合物的干扰，以及目标化合物之间的相互干扰，即使存在个别目标化合物分离效果不好，亦可以通过质谱的选择离子筛选功能，对不同化合物用不同的特征分子离子峰筛选后定性定量分析。
样品的前处理可采用有机溶剂溶解后直接进样的方法，这种方法快速、准确，但胶粘剂中分子质量大、沸点高的组分极易进入色谱柱，污染色谱柱和检测器。因此顶空/气相色谱-质谱法检测方法对苯系物检测具有较为明显的优势。随着顶空分析方法的发展，已经拥有较完善的分析体系，主要为静态顶空分析法、动态顶空分析法或吹扫捕集分析法、顶空固相微萃取法3类。其中静态顶空-气相色谱法是目前自动化程度最高、应用最广泛的分析技术之一。
静态顶空-气相色谱法是在已达到平衡的密闭容器中，在液体或固体分析物的顶部空间取气态样品，与气相色谱法结合对气态样品进行分析的一种比较特殊的分析技术。其优点是无需有机溶剂提取，采用气体直接进样方式，避免了繁琐的溶剂萃取步骤，从而减少了非挥发性成分和复杂基质对待测成分的影响和干扰。静态顶空分析技术与其他两种技术相比，缺少富集功能，因而灵敏度相对较低，当大体积进样时，会导致峰宽较大，分离度达不到检测要求。随着分析仪器的迅速发展，尤其是质谱检测器的使用，弥补了静态顶空分析技术灵敏度低的缺陷，因此，近年来静态顶空/气相色谱-质谱法在环境、医药、食品和化工等领域中测定痕量挥发性组分得到了广泛应用。
四、静态顶空分析法优化
（1）因子实验优化设计
对全因子实验设计措施进行使用，实现对顶空条件主要因素的选择，并结合其变量确保和变量因子为2个水平，同时在中心位置进行三次重复性实验。其中苯系物具有一定的相似性，因此需要结合质量色谱中苯峰面为评价标准，在通过Minitab软件分析实验结果。通过其分析结果可以发现，进样时间与炉温在95% 概率上具有较大的差距，所以，炉温与进料时间是影响顶空条件的主要因素。
（2）中心复合优化设计。
结合因子实验明确的结果信息通过中心复合设计措施对主要因素水平进行明确。其中由于各样品检测总时间因素的影响，优化时可将平衡时间设置为25min，中心位置则选择因子实验相应最佳位置，并进行5次重复实验，将其实验数据进行记录。同时对实验数据实施多项回归分析，明确相应的模型二次方程。由于进样时间因素影响，使得分离效果相对较弱，而炉温对于实验也有一定的影响，所以应在科学范围中对模型方程极值进行计算。通过其结果可发现，炉温为84℃时，进样时间约为0.06min，苯系物极值为70147。这种条件下进行5次实验可最终明确苯系物峰值面实际响应值，这一结果也可对模型的有效性等进行科学的证明。
（3）创建色谱/质谱分析条件。
研究人员对各种苯系物实际分离效果与质量进行分析，并选择较为科学合理的色谱/质谱分析条件，并对混合样本总离子流程图进行设计与明确。在对、间二甲苯没有良好分离的同时，其他物质的则都具有较为高效的分离效果。同时在《室内装饰装修材料胶黏剂中有害物质限量》等规章标准中，对于二甲苯与甲苯总量都有着较为明确的规定，所以这种色谱/质谱分析条件对于水基型胶粘剂中苯系物的检测结果没有任何的影响。
结语
随着我国城市化建设与生活质量的快速提升，胶粘剂得到广泛应用的同时，其安全性问题会愈来愈遵循更高的标准，苯系物较大的危害性会一直是人们的研重点。胶粘剂体系复杂，各行业安全标准不断更新，苯系物的安全性检测应该依据实验及实际条件。通过多种检测方法的比较和优化，进一步明确使用顶空/气相色谱-质谱法可有效对水基型胶粘剂中的苯系物进行检测，进而促进胶粘剂及各行各业的健康发展。
参考文献：
[1]杨卫东,陈勇,王学武,朱中举,李跃东.水基型胶粘剂中苯的测定及其不确定度评定[J].当代化工,2018(02).
[2]何国山,叶元坚,蔡锦安,邓胡军,曹志祥,潘永红.建筑用水基型胶粘剂中水分含量的测定研究[J].中国胶粘剂,2013(03).
[3]姜洁,毛婷,路勇,吴颖,冯丽萍.水基型胶粘剂中苯系物的顶空/气相色谱-质谱法检测[J].分析测试学报,2009(09).
论文作者:房致宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/22
标签：胶粘剂论文; 色谱论文; 气相论文; 质谱论文; 乳液论文; 静态论文; 耐水论文; 《基层建设》2018年第21期论文;