氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀在印刷企業(yè)的拓展應(yīng)用

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀在印刷企業(yè)的拓展應(yīng)用

在紙印刷行業(yè)，越來(lái)越多的公司開(kāi)始創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室和技術(shù)研發(fā)中心，尤其是大型和中型企業(yè)。實(shí)驗(yàn)室和技術(shù)研發(fā)中心的創(chuàng)建相對(duì)較早，試驗(yàn)儀器相對(duì)完整，管理規(guī)范相對(duì)完整。GC-MS(GasChromatograph-MassSpectrometer-computer,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀)是印刷企業(yè)實(shí)驗(yàn)室中常用的檢測(cè)儀器,特別是在煙酒包裝、歐美訂單為主體業(yè)務(wù)的印刷企業(yè)。筆者結(jié)合自己的技術(shù)研發(fā)工作經(jīng)驗(yàn),通過(guò)列舉一個(gè)案例分享,談?wù)凣C-MS在印刷企業(yè)的拓展應(yīng)用。案例提供了一種研究方法,讀者可以舉一反三,觸類(lèi)旁通。ms及其工作原則gc-ms檢測(cè)GC-MS英文全稱(chēng)為GasChromatograph-MassSpectrometer-computer,中文翻譯為氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀。GC-MS主要由氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)(氣相色譜儀)、真空系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器、儀器控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成,廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等檢測(cè)領(lǐng)域,具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):·定性可靠;·靈敏度高、通用性強(qiáng);·不受基質(zhì)干擾,可同時(shí)對(duì)多鐘化合物進(jìn)行測(cè)量;·定量精度高;·操作和日常維護(hù)方便。檢測(cè)柱的選擇氣相色譜原理:氣相色譜的流動(dòng)相為惰性氣體,氣一固色譜法中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相。當(dāng)多組分的混合樣品進(jìn)入色譜柱后,由于吸附劑對(duì)每個(gè)組分的吸附力不同,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來(lái),最先離開(kāi)色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器,而吸附力最強(qiáng)的組分最不容易被解吸下來(lái),因此最后離開(kāi)色譜柱。如此,各組分得以在色譜柱中彼此分離,順序進(jìn)入檢測(cè)器中被檢測(cè)、記錄下來(lái)。質(zhì)譜原理:質(zhì)譜分析法是通過(guò)對(duì)樣品的質(zhì)量與強(qiáng)度的測(cè)定,進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析的方法。基本原理是化合物經(jīng)電子流沖擊或其他手段打掉電子,進(jìn)行電離而轉(zhuǎn)變成快速運(yùn)動(dòng)的離子,經(jīng)加速電場(chǎng)的作用,形成離子束,進(jìn)入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中,再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使發(fā)生相反的速度色散,將其分離成按質(zhì)量與電荷比值大小排列而形成圖譜,質(zhì)譜圖中,每個(gè)質(zhì)譜峰代表一種質(zhì)荷比離子,強(qiáng)度表示該種離子的多少。根據(jù)峰的位置可以進(jìn)行定性分析,根據(jù)峰的強(qiáng)度可以進(jìn)行定量分析。GC-MS氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀,利用色譜法的分離能力和質(zhì)譜的定性長(zhǎng)處,可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)多組分混合物進(jìn)行定性分析。黑色位對(duì)黑色位的下色300g/m2粉灰卡紙表面印刷黑色實(shí)地,印刷機(jī)聯(lián)機(jī)過(guò)UV面油,經(jīng)過(guò)裱卡后,黑色位對(duì)黑色位出現(xiàn)像水霧一樣的物質(zhì),其他顏色對(duì)其他顏色不出現(xiàn)水霧一樣的物質(zhì)。是否跟上光用UV油有關(guān)?是否跟UV膠印油墨有關(guān)?是否跟裱卡膠水有關(guān)?如何分析、確定物狀霧是何種物質(zhì)?dr-uv/在實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用根據(jù)霧狀物的樣板分析,只有黑色位對(duì)黑色位才會(huì)出現(xiàn)霧狀物,其他顏色不會(huì)出現(xiàn),黑色對(duì)其他顏色也不會(huì)出現(xiàn),初步分析是跟黑色UV油墨有關(guān),固化不完全或含有易遷移的物質(zhì)可能會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象,根據(jù)此推理在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行以下模擬實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)材料:單粉紙和DR-UV黑色墨,HIN1100KUV黑色墨、HIN1100MUV紅色墨、HUV8828、HUV8896、HUV8428(防水霧型)。測(cè)試方法:在同一張單粉紙板上,用展色儀展三個(gè)不同UV油墨,經(jīng)過(guò)不同的固化能量固化,最后用4μm線棒拉涂UV油,經(jīng)過(guò)固化后,兩張同樣的紙板面對(duì)面疊放一起,讓相同UV油墨接觸,上面放5kg的重物,分別在恒溫恒濕箱和室溫條件下存放,放不同時(shí)間來(lái)觀察是否油水霧狀的物質(zhì)出現(xiàn),測(cè)試如下:gc-ms譜圖分析測(cè)試方法:在出現(xiàn)霧狀物的樣板滴上甲醇,使霧狀物溶到甲醇里，然后吸取此霧狀物的甲醇溶液,標(biāo)識(shí)為紙板析出物，用二氯甲烷將DR-UV黑色墨、裱卡紙用水性膠水和HUV8896分別稀釋,用GC-MS儀器分析其成分(0℃～300℃揮發(fā)物)。獲得如下四個(gè)物質(zhì)的GC-MS譜圖和主要成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)。從上表可以看出:不同UV油墨,不同UV光油和不同的固化能量,均沒(méi)有出現(xiàn)水霧狀的物質(zhì),說(shuō)明此水霧狀物質(zhì)不是UV印刷油墨和UV光油中的成分。分析材料:出現(xiàn)霧狀物的紙板、DR-UV黑色膠印油墨、裱卡紙用的水性膠水、HUV8896UV光油。從紙板霧狀物的GC-MS的譜圖分析可知,主要成分為2,2,4-三甲基1,3-戊二醇二異丁酸酯,其次還有二苯甲酮和含酰胺基的二酸酯。二苯甲酮是HUV8896用的光引劑,在常溫下是固體,甲醇滴到UV油表面,二苯甲酮析出到甲醇里。含酰胺基的二酸酯是UV黑色墨中的成分,此物質(zhì)經(jīng)過(guò)UV光油遷移到UV表面。而水性膠水中含有大量的2,2,4-三甲基1,3-戊二醇二異丁酸酯,UV油和UV油墨均不含此物質(zhì),所以霧狀物主要成分來(lái)自于水性膠水,此物質(zhì)用作水性膠水的增塑劑或成膜物質(zhì)。溶劑對(duì)光油固化反應(yīng)的溶劑根據(jù)以上測(cè)試分析結(jié)果可以得出:1.紙板出現(xiàn)霧狀物跟油墨的顏色有關(guān)系,只有UV黑色對(duì)黑色位才會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。2.在紙板上展不同UV油墨和過(guò)不同的UV光油,即使UV油墨固化不完全也不會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)現(xiàn)象,所以出現(xiàn)霧狀物不完全是UV黑色墨的原因,從GC-MS的結(jié)果也可以看出。3.分析此霧狀物的主要成分為2,2,4-三甲基1,3-戊二醇二異丁酸酯,來(lái)自于裱卡用的水性膠水,另外還有來(lái)自UV油墨的含酰胺基的二酸酯和HUV8896的二苯甲酮。4.裱卡水性膠水在整個(gè)紙板上均有,為什么只有在黑色對(duì)黑色位才會(huì)出現(xiàn)?主要原因是由于黑色吸光指數(shù)比較高,UV線照在黑色位上容易被吸收,很難照到深層,也就是說(shuō)UV黑色墨固化慢,相對(duì)其他墨位需要更高的UV能量才能固化,所以在同樣UV能量的條件下，UV黑色墨固化程度低,膜強(qiáng)度就低,低分子物質(zhì)就容易通過(guò)UV油墨析出,同樣黑色位也會(huì)影響UV光油的固化,所以膠水的低分子物質(zhì)就較容易析出到表面。尤其在黑色對(duì)黑色位時(shí)析出物更好,在濕度比較大的環(huán)境下,水就被吸附在此小低分子物質(zhì)上形成一層水霧狀的物質(zhì)。gc-ms檢測(cè)1.換用不含外增塑劑的內(nèi)增塑的裱卡水性膠水;2.加強(qiáng)UV油墨固化的能量,特別是保證UV黑色墨的完全固化。在印刷行業(yè)中,GC常用作產(chǎn)品或物料的VOCs檢測(cè),GC-MS常用做鄰苯類(lèi)有害物質(zhì)的檢測(cè),除了產(chǎn)品和原輔材