复配体系非离子表面活性剂定性方法研究

卢先勇

(福建省测试技术研究所，福建 福州 350003)

表面活性剂中的非离子表面活性剂所占的比重越来越大，有超过其他类型表面活性剂的趋势[1]。表面活性剂定性是许多领域需要面对的任务，如在海关商品分类[2]、化工配方研究[3]、纺织品助剂分析[4]、法庭物证等领域[5]。非离子表面活性剂产品大多以复配形式存在，其定性分析通常是先色谱分离，再光谱或质谱鉴定[6]；采用联用技术如液-质联用等，可以同时完成分离及鉴定，但同样需要花费大量时间研究合适的分离条件而且检测费用高。单种非离子表面活性剂本身就是混合物，它有一定的相对分子质量分布，含有副产物;多种或复配非离子表面活性剂体系，成分组成更加复杂[7-8]。由于复配体系组成复杂，需要花费大量时间探索、选择合适的各种色谱分离条件，严重影响分析效率。为解决上述问题，本文选取了结构相似、物理状态相似、极性尽可能相近的5种非离子表面活性剂商品，采用自制C18-SPE小柱进行分离，无需完全分离各成分。选择11种洗脱能力逐渐加强的溶剂作为洗脱剂，通过研究各洗出物的若干参数了解表面活性剂的成分分布及副产物情况，寻找表面活性剂的特征数据。在此基础上建立一种简便的定性复配体系表面活性剂的方法，为复杂体系表面活性剂鉴定提供一种新的思路。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

IS5型傅里叶变换红外光谱仪，赛默飞世尔科技公司。

Cleanert C18吸附剂；甲醇，AR，天津市福晨化学试剂厂；氯仿，AR，天津市福晨化学试剂厂；正己烷，AR，国药集团化学试剂有限公司；5种非离子型表面活性剂基本情况见表1。

1.2 实验方法

本研究前期用正相SPE小柱分离各表面活性剂未发现特征性强的数据。本研究采用反相C18-SPE小柱额，选择11种洗脱能力逐渐加强的洗脱液进行实验。通过分析各洗出物，每种非离子表面活性剂可得到1组包含其pH、洗出物的量(以下简称量)及主成分信息的数据。

1.2.1用C18小柱，选择固定的洗脱剂分离表面活性剂

自制C18小柱(1000 mg/6 mL)活化方法： 6 mL正己烷分2次洗柱，再用3 mL氯仿洗柱1次，6 mL甲醇洗柱2次，最后用12 mL蒸馏水洗柱4次。上样方法：一滴试样夹在2块筛板间。洗脱步骤见表2，分别用11个25 mL玻璃蒸发皿收集每种表面活性剂的洗出物，在95 ℃水浴锅上将溶剂挥干，再置于105 ℃烘箱中烘15 min，放入干燥器中冷却待用。

表1 5种非离子型表面活性剂

表2 表面活性剂洗脱步骤、洗脱剂及洗脱剂用量

1.2.2洗出物的pH值、量及主成分测定

1)用玻璃棒粘取些许洗出物，与已用水润湿的pH广泛试纸接触，测定每个洗出物的pH值。

2)洗出物的量依据：①肉眼看不见试样，这种量定义为无；②若需要通过添加溶剂才能将试样转移至溴化钾盐片，定义为少；③可直接将试样涂于溴化钾盐片，定义为中；④采用直接转移法，足够多次采集谱图，定义为多。

3)在4 000～400 cm-1，分辨率为4.0 cm-1,扫描次数为16的条件下，采集11个洗出物的红外光谱，依据红外光谱定性每个洗出物的主成分。

1.2.3重复试验

研究中分离方法的重现性是关键，因而每种表面活性剂按相同的实验条件，按上述方法重复做3次。

1.2.4盲样配制

盲样1：TX-10、LAE-9、AEO-9各1滴适当加热混合均匀，得到盲样1。

盲样2：TW-60、AC1815、LAE-9、AEO-9、TX-10各1滴适当加热混合均匀，得到盲样2。

2 结果与讨论

2.1 5种表面活性剂的红外光谱

用涂抹法测得5种表面活性剂红外光谱见图1、图2。

由图1、图2可知， AC1815与AEO-9的红外光谱基本相同，LAE-9与TW-60的红外光谱也基本相同，因此，不经分离，仅依据红外光谱很难区分。

图1 AC1815和AEO-9的红外光谱

图2 LAE-9、TW-60和TX-10的红外光谱

2.2 5种表面活性剂各洗出物pH值、量和主成分

5种表面活性剂11种洗脱剂洗出物的pH值、量及主成分数据见表3。

通过固定条件分离，得到各洗脱剂洗出物的pH值、量、主成分数据，从而了解表面活性剂主要成分及其分布、副产物情况等，有利于更好的鉴定表面活性剂。每种表面活性剂得到特征数据可作为未知表面活性剂的定性分析的依据。例如，AC1815与AEO-9红外光谱相似很难区分，但从表3可知，AC1815与AEO-的特征数据中 AC1815各洗脱物的pH值都大于6，而AEO-9则等于6，因此可以很好地区分它们；LAE-9与TW-60红外光谱相似，查由3可知2种表面活性剂成分分布有较大差异，因此依据表3也能很好地区分。

2.3 5种表面活性剂各洗出物pH值、量和主成分

在相同分离条件下5种表面活性剂，分别做3次重复实验。结果表明：3次实验的数据完全相同，重现性非常好。因此，可以依据这些特征数据对非离子复配表面活性剂体系进行定性分析。

表3 5种表面活性剂11种洗脱剂洗出物的pH值、量及主成分数据

注：未知表示量少谱图质量差无法判定；PAE表示脂肪醇聚氧乙烯醚；PAET表示脂肪酸聚氧乙烯酯；PAP表示烷基酚聚氧乙烯醚；PA表示烷烃类物质。

2.4 盲样分析

第1个盲样：分析者被告知可能含有1～5个上述5种表面活性剂，按以上分离、测试条件，得到盲样1的各洗脱物数据见表4。与表3比对可知：①盲样1中各洗脱物pH值都没有大于6的，所以不含AC1815；②表4中的步骤11没有洗脱物，说明盲样1不含TW-60；③表4中的步骤2洗出PAE，说明盲样1含LAE-9；④表4步骤5～9都洗出了PAP成分，说明盲样1含TX-10；⑤表4步骤5数据说明，盲样1中含AEO-9。表4中其他步骤数据与表3比对，最终得出：盲样1含TX-10，LAE-9和AEO-9 3种表面活性剂。

第2个盲样：分析者被告知可能含有1～5个上述5种表面活性剂，按以上分离、测试条件，得到了盲样2的各洗脱物数据见表4。与表3比对可知：①表4中步骤2洗脱物中含PAE，说明盲样2含LAE；②表4中步骤4～9的pH值都大于6，说明盲样中含AC1815；③表4中步骤11洗出物中含PAET，说明盲样2含TW-60；④表4中步骤5～9洗出物中都有PAP，说明盲样2含TX-10；⑤表4中步骤5洗出物含PAE而且量多，说明盲样2可能还含AEO，结合表4中其他步骤数据，最终得出：盲样2含TX-10，LAE-9，AEO-9，AC1815，TW-60 5种表面活性剂。

表4 盲样各种洗脱剂洗出物的pH值、量及主成分数据

3 结 论

采用C18吸附剂和11种洗脱剂分离结构、极性、相对分子质量都十分相似的5种非离子表面活性剂，通过pH值试纸、目测、红外光谱等简单的方法研究各洗出物。结果表明：每种表面活性剂可形成1组特征性很强的数据，利用这些数据可以方便地定性复杂体系中的非离子表面活性剂。建立的方法无需探索、选择色谱的分离条件，非常简便。

盲样1和盲样2的定性分析结果证明：该方法可以准确地定性出混合非离子表面活性剂体系中，种类多达5种且结构相似的表面活性剂，为各种复杂体系非离子表面活性剂定性分析提供了一种价廉、方便的新方法。

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