李成發(fā)，王成云，林君峰，楊 楠，謝堂堂

（1.深圳海關(guān)工業(yè)品檢測(cè)技術(shù)中心，廣東 深圳 518067；2.深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，廣東 深圳 518000）

偶氮二甲酰胺（azodicarbonamide，ADC）是一種發(fā)泡劑，可用于瑜伽墊、橡膠鞋底等橡膠制品的生產(chǎn)，增加產(chǎn)品的彈性；也可用于改善面團(tuán)的彈性、韌性，顯著增強(qiáng)面團(tuán)筋力［1］。ADC 在濕潤(rùn)條件下可轉(zhuǎn)化為聯(lián)二脲，聯(lián)二脲在高溫下可轉(zhuǎn)化為氨基脲（semicarbazide，SEM），而SEM 具有致癌、致突變作用［2］，過(guò)量攝入ADC 時(shí)，可導(dǎo)致過(guò)敏和氣喘［3］。因此，歐盟指令2004/1/EU 要求暫停使用ADC，歐洲化學(xué)品管理局（ECHA）于2012 年12 月19 日將ADC 列入第8 批高度關(guān)注物質(zhì)（SVHC）清單，生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)STANDARD 100 by OEKO-TEX（2019 版）規(guī)定生態(tài)紡織品中ADC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過(guò)1 000 mg/kg［4-5］。截至2018 年，ECHA 對(duì)14 起含有ADC 的輕紡產(chǎn)品進(jìn)行了通報(bào)。現(xiàn)已有大量文獻(xiàn)采用分光光度法、電化學(xué)分析法、紅外光譜法（IR）、Raman 光譜法、高效液相色譜-二極管陣列法（HPLC-DAD）、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（HPLC-MS/MS）對(duì)面粉、發(fā)泡材料中的ADC 進(jìn)行了測(cè)試［6-27］，但尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)紡織品中的ADC 進(jìn)行測(cè)試。本實(shí)驗(yàn)建立了1 個(gè)HPLC 方法對(duì)紡織品中的ADC 進(jìn)行測(cè)試。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：N,N-二甲基乙酰胺（DMA，天津市永大化學(xué)試劑有限公司），偶氮二甲酰胺（ADC，純度97.0%，Dr.Ehrenstorfer GmbH 公司），甲醇（美國(guó)Tedia 公司）；自制陽(yáng)性樣品，從市面上購(gòu)買(mǎi)經(jīng)測(cè)試不含ADC 的樣品，選取天然植物纖維（以棉襯布、麻襯布作為代表）、天然動(dòng)物纖維（以桑蠶絲襯布作為代表）、人造纖維（以滌綸襯布作為代表）以及聚氨酯（PU）人造革，分別采用浸漬-烘焙法制備了5 個(gè)不同ADC 質(zhì)量濃度水平的陽(yáng)性樣品，供萃取條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)用。

儀器：Shimadzu LC-20AD 高效液相色譜儀（配置二極管陣列檢測(cè)器，日本Shimadzu公司），AS 7240BDT超聲波清洗器（美國(guó)Auto Science 公司），QYB-3 自動(dòng)制樣機(jī)（中山市啟元機(jī)械科技有限公司），TD5A-WS離心機(jī)（轉(zhuǎn)速不低于4 000 r/min，0.22 μm 聚四氟乙烯濾膜（德國(guó)Membrane 公司），離心機(jī)（長(zhǎng)沙湘儀儀器有限公司）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制

用DMA 將ADC 配制成104.80 g/mL 的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，移取一定量的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用40%的DMA水溶液進(jìn)行稀釋?zhuān)玫较盗匈|(zhì)量濃度（20.96、10.48、5.24、2.10、1.05、0.52、0.21、0.10、0.05、0.02 g/mL）的標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.3 樣品前處理

按照樣品取樣規(guī)則，選取具有代表性部位的樣品，裁成約5 mm×5 mm 的碎片，混勻。用分析天平準(zhǔn)確稱(chēng)取上述試樣1.0 g，置于50 mL 提取器中，加入20 mL DMA，于40 ℃下超聲萃取20 min，將萃取液轉(zhuǎn)移至100 mL 燒杯中。用20 mL DMA 重復(fù)萃取1 次，合并萃取液。在攪拌下緩慢加入60 mL 水后繼續(xù)攪拌2 min?；旌弦弘x心分離至少10 min，將上層溶液轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，用水定容至刻度，取部分樣液，經(jīng)濾膜過(guò)濾后供HPLC 測(cè)定。必要時(shí)，先進(jìn)行適當(dāng)稀釋。

1.4 分析條件

Agilent Eclipse XRD-C18色譜柱（250.0 mm×4.6 mm×5.0 m），流速0.8 mL/min，柱溫25 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)244 nm。梯度洗脫，0.00～4.00 min 時(shí)，流動(dòng)相為100%水；5.00 min 時(shí)，流動(dòng)相線(xiàn)性遞變?yōu)榧状妓芤海w積比30∶70），保持至11.50 min；然后流動(dòng)相變?yōu)?00%水，并保持至21.00 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲萃取條件的優(yōu)化

紡織品中殘留整理劑通?？刹捎盟魇陷腿　⒊曒腿?、微波萃取、加速溶劑萃取等方法進(jìn)行提取。索氏提取法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，檢測(cè)通量小，已漸漸不被采用；加速溶劑萃取法所需設(shè)備昂貴，普及性不高；ADC 受熱易分解，不適合采用微波萃取技術(shù)進(jìn)行萃取，因此采用超聲水浴萃取法來(lái)萃取ADC。

ADC 具有強(qiáng)極性，微溶于水、醇、醚等試劑，易溶于二甲亞砜（DMSO）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和DMA。DMSO 比較黏稠且極易滲入皮膚，故不考慮使用DMSO 作為提取溶劑。DMF 和DMA 對(duì)ADC 均有較好的提取效果，但DMF 會(huì)嚴(yán)重干擾ADC 的測(cè)定，DMA 則對(duì)ADC 的測(cè)定無(wú)影響，因此采用DMA 作為提取溶劑。

DMA 能溶解丙烯腈共聚物、乙烯系樹(shù)脂、纖維素衍生物、苯乙烯樹(shù)脂、線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂、聚氨酯、聚氯乙烯等。當(dāng)紡織品中有上述成分時(shí)，會(huì)被DMA 溶解而進(jìn)入萃取液中。萃取液與水混合后，溶解的有機(jī)物被沉淀下來(lái)?？疾觳煌壤鼶MA 水溶液的沉淀效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著DMA 水溶液中水的比例上升，沉淀效果明顯增加，當(dāng)水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到60%后，被溶解的聚合物完全被沉淀下來(lái)。

按照正交設(shè)計(jì)規(guī)則，考察萃取溫度（A）、萃取時(shí)間（B）和萃取溶劑體積（C）對(duì)萃取效率的影響［28-29］。首先考察單一因素變化情況下，各因素對(duì)萃取效率的影響，得出單一因素下的最優(yōu)萃取條件。

考察萃取時(shí)間對(duì)萃取效率的影響，選取5 個(gè)自制陽(yáng)性樣品（棉1#，亞麻2#，蠶絲3#，滌綸4#，PU 人造革5#），在20 mL DMA 為萃取溶劑、40 ℃的條件下，以時(shí)間步長(zhǎng)為5 min，從5 min 萃取到60 min，共萃取12 個(gè)不同時(shí)間，分析在不同萃取時(shí)間下萃取效率的變化。經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知，隨著萃取時(shí)間的延長(zhǎng)，1#、2#、3#、4#、5#樣品的萃取量均逐漸增加并分別在20、25、20、30、25 min 時(shí)達(dá)到最大值。各樣品達(dá)到最優(yōu)萃取效率的時(shí)間不盡相同，且萃取時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，萃取量反而稍有下降，計(jì)算5 個(gè)樣品的總萃取量，其在20 min 時(shí)達(dá)到最大值。

考察萃取溫度對(duì)萃取效率的影響，按照上述步驟，選取最優(yōu)萃取時(shí)間（20 min），萃取體積不變，改變萃取溫度。以20 mL DMA 為萃取溶劑，對(duì)5 個(gè)自制陽(yáng)性樣品萃取20 min，萃取溫度分別為25、30、35、40、45、50、55、60 ℃。結(jié)果表明，隨著萃取溫度的升高，1#、2#、3#、4#、5#樣品的萃取量和總萃取量均逐漸增加并分別在45、40、40、50、45、40 ℃時(shí)達(dá)到最大值，萃取溫度繼續(xù)上升時(shí)，萃取量反而有所下降。

考察萃取體積對(duì)萃取效率的影響，選取萃取時(shí)間20 min、萃取溫度40 ℃，改變樣品的萃取體積，分析其在不同萃取體積時(shí)，萃取量的大小。結(jié)果表明，隨著萃取體積的增加，1#、2#、3#、4#、5#樣品的萃取量和5 個(gè)樣品的總萃取量都分別增加，在萃取體積分別為20、25、25、20、20、20 mL 時(shí)，萃取量達(dá)到最大值，當(dāng)超過(guò)了最優(yōu)萃取體積以后，其萃取量均有所下降。

結(jié)合上面3 步實(shí)驗(yàn)得出來(lái)的各影響因子最優(yōu)值，按照表1 設(shè)計(jì)3 因素3 水平的正交實(shí)驗(yàn)，按照表1 給出的實(shí)驗(yàn)條件分別對(duì)5 個(gè)陽(yáng)性樣品進(jìn)行測(cè)試，萃取量和總萃取量列在表1中。

表1 正交實(shí)?驗(yàn)水平和結(jié)果

根據(jù)表1 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算k值和極差，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2 可以看出，5 個(gè)陽(yáng)性樣品的最優(yōu)方案各不相同，分別為A3B1C1、A1B3C3、A1B1C3、A1B3C1、A1B1C1。根據(jù)等權(quán)重多指標(biāo)評(píng)價(jià)法，將總萃取量作為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合考慮，確定的最優(yōu)方案為A1B1C1，即以20 mL DMA 為溶劑，在40 ℃下超聲萃取20 min。

表2 正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

在上述條件下，5個(gè)陽(yáng)性樣品連續(xù)超聲萃取3次，測(cè)定每次的萃取量和總萃取量，計(jì)算每次萃取量占總萃取量的百分?jǐn)?shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 可以看出，5個(gè)陽(yáng)性樣品的第1 次百分?jǐn)?shù)均小于90%，前2 次萃取量之和均大于97%。因此，最終確定的萃取方式為連續(xù)超聲萃取2次。

表3 連續(xù)多次萃取實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 色譜條件優(yōu)化

在反相液相色譜中，一般使用水、甲醇、乙腈等強(qiáng)極性溶劑作為流動(dòng)相。本實(shí)驗(yàn)考察了甲醇/水、乙腈/水兩種流動(dòng)相。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用甲醇/水作為流動(dòng)相時(shí)，得到的色譜峰峰形規(guī)整，基線(xiàn)平穩(wěn)，峰面積和保留時(shí)間的重現(xiàn)性好；而使用乙腈/水作為流動(dòng)相時(shí)，色譜峰峰形不如前者規(guī)整，并且在ADC 保留時(shí)間附近出現(xiàn)干擾峰，因此最終選擇使用甲醇/水作為流動(dòng)相。

圖1 為ADC 的紫外-可見(jiàn)光譜圖。由圖1 可以看出，ADC 在244 nm 處有強(qiáng)吸收峰，因此選擇244 nm作為檢測(cè)波長(zhǎng)。

柱溫直接影響柱壓，改變柱溫，使其分別為25、30、35、40、45 ℃。結(jié)果表明，隨著柱溫的升高，柱壓顯著下降，色譜峰面積基本不變，但保留時(shí)間逐漸減?。划?dāng)色譜柱的使用溫度為25 ℃時(shí)，目標(biāo)物與溶劑峰分離度最高，因此柱溫選擇25 ℃。

改變流速的大小會(huì)影響分析物的保留時(shí)間、峰面積、分離度和柱壓。在柱溫為25 ℃的情況下，考察流速分別為0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 mL/min 時(shí)ADC 的保留時(shí)間、峰面積、分離度和柱壓的變化情況。結(jié)果表明，在流速為0.8 mL/min 時(shí)，柱壓較低，色譜峰面積較大，保留時(shí)間和分離度都在合理的范圍內(nèi)。

在柱溫為25 ℃、柱流速為0.8 mL/min 的條件下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行梯度洗脫，改變洗脫梯度，觀察分離效果。結(jié)果表明，ADC 譜峰尖銳，與溶劑ADC 的色譜峰之間達(dá)到基線(xiàn)分離。圖2 是質(zhì)量濃度為10.48 μg/mL 的ADC 標(biāo)準(zhǔn)溶液HPLC 圖。由圖2 可以看出，ADC 譜峰峰形尖銳，對(duì)稱(chēng)性好，與溶劑DMA 的色譜峰完全分離。

2.3 線(xiàn)性范圍和檢出限

對(duì)ADC 標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行測(cè)試，在質(zhì)量濃度（ρ）為0.05～10.48 μg/mL 時(shí)，峰面積（A）與ρ呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性方程為A=29 168ρ-28.35，相關(guān)系數(shù)（r）為0.999 9。儀器檢出限為0.015 μg/mL（S/N=3），方法檢出限為1.5 mg/kg。

2.4 回收率和精密度

以不含目標(biāo)化合物的棉、亞麻、蠶絲、滌綸、PU人造革作為空白基質(zhì)，分別添加5.24、10.48和50.40 mg/mL 3 個(gè)不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)質(zhì)量濃度添加水平均制備9 份平行樣，按上述方法測(cè)試，計(jì)算方法的平均回收率和精密度，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4 可以看出，ADC 的平均回收率為87.68%～96.32%，精密度（RSD）為1.92%～4.63%。

表4 方法的回收率和精密度

2.5 實(shí)際樣品的測(cè)試

采用建立的方法對(duì)43 個(gè)市售紡織品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果均未檢出ADC。圖3 所示是自制4#陽(yáng)性樣品萃取液的HPLC 圖，該樣品中ADC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為262.66 mg/kg。由圖3 可以看出，出現(xiàn)在4.12、8.82 min處的色譜峰分別對(duì)應(yīng)于ADC 和溶劑DMA，ADC 色譜峰峰形尖銳，對(duì)稱(chēng)性好，與溶劑DMA 的色譜峰可以完全分離。

3 結(jié)論

建立了1 個(gè)測(cè)定紡織品中ADC 殘留量的HPLC方法，并對(duì)超聲萃取條件和色譜條件進(jìn)行了優(yōu)化。最優(yōu)萃取工藝為：以20 mL DMA 為溶劑，在40 ℃下超聲萃取20 min，連續(xù)超聲萃取2 次。色譜條件為：流動(dòng)相為甲醇/水，檢測(cè)波長(zhǎng)為244 nm，柱溫為25 ℃，流速為0.8 mL/min。當(dāng)ADC 質(zhì)量濃度為0.05～10.48 μg/mL 時(shí)，峰面積（A）與質(zhì)量濃度（ρ）呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性方程為A=29 168ρ-28.35，相關(guān)系數(shù)（r）為0.999 9，儀器檢出限為0.015 μg/mL（S/N=3），檢出限為1.5 mg/kg。在3 個(gè)不同加標(biāo)水平下，平均加標(biāo)回收率為87.68%～96.32%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.92%～4.63%。該方法簡(jiǎn)便快捷，方法檢出限低，可滿(mǎn)足紡織品中ADC 殘留量檢測(cè)工作的需要。