一种测定三乙酸甘油酯中水分含量的方法

摘要

本发明公开了一种测定三乙酸甘油酯中水分含量的方法，包括内标溶液的制备、标准工作溶液的制备、样品溶液的制备、气相色谱分析和标准曲线绘制及结果计算。本发明率先实现了三乙酸甘油酯中微克级低含量水分的有效检测，提高了微量水分检测方法的灵敏度，可以减少由前处理方法重现性和仪器精密度问题带来的误差。所采用的色谱条件使目标化合物和内标色谱峰都分离度较好，并均具有较好的线性相关性，检出限在0.01μg/g～0.02μg/g之间。该方法的加标回收率在88％～98％之间，平均相对标准偏差(RSD)在4.0～5.6之间，说明回收率高，重复性好。

权利要求

1.一种测定三乙酸甘油酯中水分含量的方法，包括以下步骤：

（1）内标溶液的制备：准确量取25mL乙醇于100mL容量瓶中，用异丙醇溶解并定容至刻度，混合均匀，得到浓度为体积百分数25%的内标溶液； （2）标准工作溶液的制备：以纯水作为标准品并精确称量，称量范围0～250mg，均分为

6个点来称量：0、50、100、150、200、250mg，直接使用6个50mL干燥的容量瓶称量纯水并记录下实际称量值，并在每个容量瓶中加入上述制备好的内标溶液1mL，并用异丙醇定容至刻度，混合均匀得到六个浓度级别的标准工作溶液； （3）样品溶液的制备：量取100mL待测三乙酸甘油酯并称重，量取50mL异丙醇，分别利用旋转蒸发仪的负压抽取到旋蒸烧瓶中，在负压和60～120℃温度条件下旋转蒸发，收集异丙醇和水的共沸物，转移至50ml的容量瓶中，加内标溶液1mL，用异丙醇定容至刻度，得到待测样品溶液； （4）气相色谱分析：利用气相色谱对标准工作溶液和待测样品溶液进行检测分析；色谱分析条件为：采用PLOTQ固定相，长度30m×内径0.53mm×膜厚40μm的多孔层弹性石英毛细管色谱柱；进样口温度250℃，进样量为2μL，载气为纯度优于99.9%的氢气，采用分流模式进样，分流比为10:1，恒流流速为7mL/min；升温程序为恒温170℃，保持4min,检测器为TCD热导检测器，检测器温度250℃，参比流量为20mL/min； （5）标准曲线绘制及结果计算：以0,1.006,2.21,3.136,4.128和4.904mg/mL6个浓度级别的纯水，以及体积比浓度25%的内标乙醇的色谱峰高比对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线；将相同条件下测得的纯水色谱峰高和内标乙醇的色谱峰高，代入标准曲线，求得样品中的含水量。

说明书

一种测定三乙酸甘油酯中水分含量的方法

技术领域

[0001] 本发明属于卷烟材料理化检验技术领域，涉及烟用添加剂成分的检测，具体涉及一种烟用嘴棒添加剂(三乙酸甘油酯)中水分含量的检测方法。

背景技术

[0002] 三乙酸甘油酯，作为卷烟过滤嘴棒-二醋酸纤维素的增塑固化剂，其水分的检测是重要项目之一，对纤维滤棒的生产质量控制具有重要意义。

[0003] 在卷烟生产过程中，监控防止三乙酸甘油酯的水分超标。主要原因有：一，水分过多会影响增塑效果，影响醋纤滤棒的硬度和成型。二，过多的水分会引起三乙酸甘油酯的分解，使酯含量降低同时产生酸性物质，也就是常说的“泛酸”，酸味物质进入滤嘴棒中，影响其吸味；降低酯含量，固化效率降低。三，合格的三乙酸甘油酯施加用量一般为整个滤棒重量的6％～10％，当用量少于6％时，滤棒硬度达不到生产要求；大于10％时，对滤棒硬度不产生明显影响。使用水分过高的三醋酸甘油酯，必然增加施用量而加大成本，生产出来的嘴棒成型固化时间延长且无规律，影响工艺质量控制。

[0004] 现在通行的微量水分检测方法为卡尔.费休法，其方法单一且存在如下弊端：

[0005] ①实验过程中使用的主要试剂：卡尔.费休试剂和甲醇具有毒性，且价格昂贵，废液处理困难。

[0006] ②实验过程受环境温湿度影响较大。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种测定三乙酸甘油酯中水分含量的方法。

[0008] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

[0009] 除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

[0010] 一种测定三乙酸甘油酯中水分含量的方法，包括以下步骤：

[0011] (1)内标溶液的制备：准确量取15～25mL乙醇于100mL容量瓶中，用异丙醇溶解并定容至刻度，混合均匀，得到浓度为体积百分数15～25％的内标溶液；

[0012] (2)标准工作溶液的制备：以纯水作为标准品并精确称量，称量范围0～250mg，均分为6个点来称量：0、50、100、150、200、250mg，直接使用6个50mL干燥的容量瓶称量纯水并记录下实际称量值，并在每个容量瓶中加入上述制备好的内标溶液1mL，并用异丙醇定容至刻度，混合均匀得到六个浓度级别的标准工作溶液；

[0013] (3)样品溶液的制备：量取100mL待测三乙酸甘油酯并称重，量取50mL异丙醇，分别利用旋转蒸发仪的负压抽取到旋蒸烧瓶中，在负压和60～120℃温度条件下旋转蒸发，收集异丙醇和水的共沸物，转移至50ml的容量瓶中，加内标溶液1mL，用异丙醇定容至刻度，得到待测样品溶液；

[0014] (4)气相色谱分析：利用气相色谱对标准工作溶液和待测样品溶液进行检测分析；色谱分析条件为：采用PLOTQ固定相，长度30m×内径0.53mm×膜厚40um的多孔层弹性石英毛细管色谱柱；进样口温度250℃，进样量为2μL，载气为纯度优于99.9％的氢气，采用分流模式进样，分流比为10∶1，恒流流速为7mL/min；升温程序为恒温170℃，保持4min，检测器为TCD热导检测器，检测器温度250℃，参比流量为20mL/min；

[0015] (5)标准曲线绘制及结果计算：以0，1.006，2.21，3.136，4.128和4.904mg/mL 6个浓度级别的纯水，以及体积比浓度25％的内标乙醇的色谱峰高比对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线；将相同条件下测得的纯水色谱峰高和内标乙醇的色谱峰高，代入标准曲线，求得样品中的含水量。

[0016] 相对于现有技术，本发明具有如下优点：

[0017] 1、本发明率先实现了三乙酸甘油酯中微克级低含量水分的有效检测。首先准确称取100mL三乙酸甘油酯，进行旋蒸分离后，微量水分富集在异丙醇中，提高了微量水分检测方法的灵敏度。再利用内标法定量，改进内标物使用方法。样品通过旋蒸后，在富集水分的异丙醇中加入乙醇内标液，内标物不参与旋蒸，利用组分的相对峰面积值进行量化数据的计算，可以减少由前处理方法重现性和仪器精密度问题带来的误差。

[0018] 2、本发明方法所采用的色谱条件使目标化合物和内标色谱峰都分离度较好，并均具有较好的线性相关性，检出限在0.01μg/g～0.02μg/g之间。

[0019] 3、本发明方法的加标回收率在88％～98％之间，平均相对标准偏差(RSD)在4.0～5.6之间，说明本发明方法的回收率高，重复性好。

[0020] 4、在检测前先对待测样品作前期处理，其原因如下：三乙酸甘油酯是比较粘稠的液体，采用自动进样方式时由于进样速度快，容易导致吸入空气，进样量达不到所设置的预期值。而且粘稠的三乙酸甘油酯沸点高，不容易汽化，汽化效果不理想，在色谱柱中不易流动，这也是不直接进样检测的因素之一。三乙酸甘油酯的水分含量极低(≤0.050％)，采用自动进样方式进样针最大量为10ul，接近于10mg，那么10*0.050％＝0.005mg→5ug，这样的含量可以说非常低，已经在检测限以下，这样的检测是不准确的。还有用空气作为空白(本底)比较，几乎和空气里水分的含量相当。这样就无法准确检测水分含量。采用蒸馏法，多称取所需要检测的样品，在其中加入有机溶剂，此溶剂比起原试剂更易与水互溶，这样就能形成共沸物(共沸物的蒸馏温度远远低于三乙酸甘油酯的沸点)，放入蒸馏式水分测定装置中加热，试样中的水分与溶剂就能形成蒸汽一起蒸发出来，再通过冷凝管冷凝，用气相色谱检测收集得到的馏份中的水分，与溶剂中的水分比较，从而得到样品的水分含量百分比值。而本发明的蒸馏法也与传统的蒸馏法不同，以前所采用的溶剂大多与水互不相溶的试剂，这样水分馏出后可通过刻度读数得出水分体积，这对于大剂量的水分检测有效，但对于小剂量、微量的水分是难以读出体积数。

附图说明

[0021] 图1为本发明测定方法的流程示意图；

[0022] 图2为标准工作溶液的色谱分析图；

[0023] 图3为水的标准曲线图；

[0024] 图4为样品叠加比对图；

[0025] 图5为样品检测比对图；

[0026] 图6为加水与不加水样品叠加比对效果图

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定。所有基于本发明教导所作的变换，均应属于本发明的保护范围。

[0028] 实施例1

[0029] 测定三乙酸甘油酯中水分含量(测定方法流程图如图1所示)：

[0030] 1、内标液的制备：用移液管移取25mL乙醇(色谱纯)至100mL容量瓶中用异丙醇定容至刻度并混匀得到体积比浓度为25％的乙醇内标溶液备用，将该内标溶液在4℃冰箱内密封存放，有效期为3个月。

[0031] 2、标准工作溶液的制备：分别准确称量0、50、110、160、200、250mg的纯水于50mL容量瓶中，再加入1mL，25％的乙醇内标溶液(体积比浓度)，用异丙醇定容至刻度并混合均匀，得到6个浓度级别的标准工作溶液，标准工作溶液需要现配现用。如表1所示：

[0032] 表1工作标准溶液系列

[0033]系列标准溶液 S1 S2 S3 S4 S5 S6

[0034]纯水称取量mg 0 50.3 0.1105 0.1568 0.2064 0.2452
水浓度mg/mL 0 1.006 2.21 3.136 4.128 4.904

[0035] 3、样品溶液的制备：

[0036] (1)量取100mL三乙酸甘油酯并称重，利用旋蒸装置的负压转移至旋转圆底烧瓶中，再以相同的方式向同一圆底烧瓶中转移精确量取的50mL异丙醇，混合体积比约为2∶1；

[0037] (2)蒸馏过程：圆底烧瓶开始旋转，转速保持在20rvm，先在蒸馏系统密闭状态下抽真空3min，开始从室温加热至60℃，此时达到真空度0.1MPa关闭真空泵，继续加热使温度从60℃升至120℃，此过程约15min，停止加热移走热源，让其自然降温的过程中圆底烧瓶继续旋转。

[0038] (3)当温度降至40℃时，停止圆底烧瓶旋转，旋蒸结束。破除真空，收集馏分液体，测量得到体积V。

[0039] (4)将馏液收集于50mL容量瓶中，加1mL25％的乙醇内标液并用异丙醇定容至刻度混合均匀。取2mL用于气相色谱分析。

[0040] 4、色谱分析：分别取标准工作溶液和样品溶液进行色谱分析，其色谱分析条件为：采用多孔层(PLOT)弹性石英毛细管色谱柱(30m×0.53mmi.d.×40umd.f.)，进样口温度为250℃，进样量为2μL，载气为氢气(纯度优于99.9％)，采用分流模式进样，分流比为
10∶1，恒流流速为7mL/min；升温程序为恒温170℃，保持4min。检测器为TCD热导检测器，检测器温度250℃，参比流量为20mL/min。

[0041] 5、标准曲线绘制及结果计算

[0042] 以6个浓度级别的水和内标乙醇的色谱峰高比对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线(如图3所示)及其回归方程及相关系数；取最低浓度标准工作溶液，做5次平行试验，计算标准偏差，3倍标准偏差为检出限，10倍标准偏差为定量检测限，结果如下表2所示：

[0043] 表2气相色谱检测得到的校正表，回归方程、相关系数、检出限、定量限[0044]保留时间 化合物 级别 含量(mg/mL) 峰高
1.055 H2O 1 0.0001 10.125
2 1.006 30.512
3 2.210 54.894
4 3.136 74.800
5 4.128 94.512
6 4.904 111.920
1.656 C2H5OH 1 1.000 57.183
2 1.000 57.467
3 1.000 57.154
4 1.000 57.632
5 1.000 56.488
6 1.000 56.752

[0045] 回归方程：y＝20.6937677x+9.7346945

[0046] 相关系数：R2＝0.99990

[0047] 检出限：0.00402mg/mL

[0048] 定量限：0.01341mg/mL

[0049] 将相同条件下测得样品中的水分和内标乙醇的色谱峰高比，代入标准曲[0050]

[0051] X---试样中水的含量，单位为质量百分比％

[0052] C---样品水份浓度mg/mL

[0053] V---馏分体积数mL

[0054] M---所量取三乙酸甘油酯的质量mg

[0055] 应用实施例1

[0056] 本应用实例对本发明方法的重复性和加标回收率进行检测：

[0057] 1、样品重复性实验：

[0058] (1)对样品过程处理的重复性考查

[0059] 将同一样品平均分为三等份，每份样品都经过相同的旋蒸定容处理过程，之后在仪器上检测并得到结果，参看下表3及比对图4：

[0060] 表3样品检测结果

[0061]

[0062] (2)对仪器检测的重现性考查

[0063] 将已经处理好的同一样品，利用仪器用相同的条件多次进行分离检测得到一系列数值，其相对标准偏差为0.95％，重现性非常好。如图5：

[0064] 回收率实验：

[0065] 将同一个三乙酸甘油酯样品分成两份(样品M1和样品M2)，在M2中加入已知量的水分，通过实验计算加水回收率。

[0066] 实验测得样品M1水浓度为1.20315mg/mL，计算得到其中百分含水率为：C×50/V×50/M1×100％＝0.059％

[0067] 样品M2中加入纯水0.2137g，实验测得水浓度为4.20213mg/mL，根据上述计算公式得到其绝对水含量：

[0068] C×50/V×50＝256.22744mg

[0069] 256.22744-M2×0.059％＝189.122mg

[0070] 回收率＝189.122/213.7×100％＝88.5％

[0071] 经过多次试验：回收率平均可达88％～97％。

[0072] 如图6所示：加水与不加水样品水分峰的保留时间重叠性很好，峰高具有很大区别，而乙醇峰作为内标物其保留时间和峰高几乎没有改变。