匀染剂O的应用

发布日期:2020/10/20 9:13:40

背景及概述^[1][2]

匀染剂O又叫月桂醇聚氧乙烯醚。月桂醇聚氧乙烯醚属于一种重要的脂肪醇聚氧乙烯醚，是非离子表面活性剂中发展最快、用量的品种之一。分子中的醚键不易被酸、碱破坏，所以稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小。除了在纺织印染行业大量使用外，还大量用于复配低泡液体洗涤剂。月桂醇聚氧乙烯醚与其他表面活性剂的配伍性好。

对硬水不敏感，低温洗涤性能好，但随着水温的升高，其溶解度会逐渐降低。在pH值为3～11的范围内，月桂醇聚氧乙烯醚水解稳定。然而，它们也会在空气中缓慢氧化，产生一些氧化产物，比如乙醛和氢过氧化物，这些氧化物比那些尚未发生类似情况的表面活性剂对皮肤毒性更大。主要用于洗涤行业、纺织印染行业、造纸行业。产品、生态环境等样品中能含有的月桂醇聚氧乙烯醚化学风险物质，对人体癌细胞增长及生殖能力都会产生严重影响，对人体健康和生态环境均构成严重危害。

分析方法^[1]

一种月桂醇聚氧乙烯醚的全二维分离分析方法，采用超高压亲水相互作用色谱与离子淌度质谱联用的方法，构建了月桂醇聚氧乙烯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定，所述方法包括超高压亲水相互作用色谱条件和离子淌度质谱条件的优化。

一、仪器与试剂

ACQUITY超高效液相色谱仪，配有二元泵、样品管理器、柱温箱，SYNAPTG2-SiHDMS 四极杆-离子淌度-飞行时间串联质谱仪、MassLynx和DriftScope数据处理系统(美国Waters 公司)；混合标样月桂醇聚氧乙烯醚(平均聚合度为23)购自美国ChemService公司。乙腈为色谱纯(美国J.T.Baker公司)；水为Milli-Q超纯水器(美国Millipore公司)制备的超纯水。

二、实验方法

1、超高压亲水相互作用色谱条件

(1)色谱柱：WatersACQUITYUPLCHSSHILIC柱(100mm×2.1mm,1.8μm)；

(2)流动相：水-乙腈梯度洗脱(梯度洗脱程序见表1)；

(3)流速：0.4mL/min；

(4)柱温：35℃；

(5)样品室温度：10℃；

(6)进样量：10μL；

(7)洗针液：强洗针液为水，200μL；弱洗针液为乙腈，600μL。

2、离子淌度质谱条件

(1)离子源：电喷雾电离源；

(2)扫描方式：正离子模式；

(3)毛细管电压：2.8kV；

(4)脱溶剂气温度：500℃；

(5)脱溶剂气流量：1000L/h；

(6)取样锥孔电压：65V；

(7)萃取锥孔电压：4.0V；

(8)捕集离子导入器碰撞能量：6.0V；

(9)捕集离子导入器流量：1.5mL/min；

(10)淌度波速率：700m/sec；

(11)淌度波高度：40V；

(12)淌度气流速：90mL/min

(13)飞行时间质谱质量分析器质量采集范围：m/z50to1500Da；

(14)飞行时间质谱质量分析器扫描时间：1.0sec；

(15)飞行时间质谱质量分析器扫描间隔时间：0.02sec；

(16)锁定质量数参比校正液：亮氨酸脑啡肽溶液，200ng/mL，m/z556.2771Da。

三、结果与分析

1、月桂醇聚氧乙烯醚的超高压亲水相互作用色谱分离

本研究采用ACQUITYUPLCHSSHILIC色谱柱(100mm×2.1mm,1.8μm)。经计算，月桂醇聚氧乙烯醚的醇水分配系数介于-7.03(C12EO43)和3.40(C12EO5)之间，显示具有很大的疏水性差异。为实现从具有较强疏水性的短链聚合物到具有较强亲水性的长链聚合物的多组分分离，采用梯度洗脱方式，对梯度洗脱条件进行了详细优化。

2、月桂醇聚氧乙烯醚的电喷雾电离

电喷雾电离和大气压化学电离均有应用于月桂醇聚氧乙烯醚的研究报道，通常电喷雾电离的应用更多。本发明采用直接进样方式，分别在正、负两种离子化模式下，考察了电喷雾电离和大气压化学电离对于月桂醇聚氧乙烯醚的电离效果。实验结果表明，在电喷雾电离和大气压化学电离模式下，月桂醇聚氧乙烯醚的离子分布总体相似，但电喷雾电离的信号相应更强。超高压亲水相互作用色谱中所采用的乙腈-水流动相与电喷雾电离可以很好地兼容。通过实验发现，月桂醇聚氧乙烯醚的电喷雾离子化过程中，可以同时携带单电荷、双电荷和三电荷，同一聚合度单体带不同电荷彼此之间的质荷比分别相差44、22和14.7Da，这对应一个乙氧基基团。

3、月桂醇聚氧乙烯醚的离子淌度分离

首先通过直接进样方式考察了携带不同电荷的月桂醇聚氧乙烯醚在离子淌度下的分离效果。分别对淌度波速率、淌度波高度、淌度气流量等参数进行了优化以获取分离效果。实验结果表明，即便在没有的色谱分离情况下，仅通过离子淌度依然可以实现月桂醇聚氧乙烯醚在一定程度上的分离。离子淌度的分离速度很快，完成一个分离循环的周期只需要6.64 ms。通过离子淌度质谱技术，可实现携带不同的月桂醇聚氧乙烯醚离子的有效分离。

4、月桂醇聚氧乙烯醚的超高压亲水相互作用色谱-离子淌度质谱全二维分离分析

将维的超高压亲水相互作用色谱与第二维的离子淌度质谱进行偶联，对不同聚合度的月桂醇聚氧乙烯醚进行全二维分离分析。由月桂醇聚氧乙烯醚的离子淌度迁移时间-超高压亲水相互作用色谱保留时间图可见，超高压亲水相互作用色谱沿横轴保留时间方向根据月桂醇聚氧乙烯醚疏水性的不同实现了维分离，离子淌度质谱沿纵轴迁移时间方向依照月桂醇聚氧乙烯醚离子淌度的差异实现了第二维分离。不同聚合度的月桂醇聚氧乙烯醚组分的信号以飞行时间质谱进行了确证。

5、超高压亲水相互作用色谱-离子淌度质谱全二维分离分析体系的正交性和实际峰容量评价研究

正交性和峰容量是评价全二维分离体系选择性和分离能力差异的重要指标。正交性不仅与分离机制有关，还与待测物的性质和分离条件有关。相关系数(r)是常用的用于评价全二维分离体系正交性的参数。当相关系数为1时，表示维分离和第二维分离完全相关，当相关系数为0时，表示维分离和第二维分离完全正交，对于大部分全二维分离体系，其相关系数介于0和1之间。

峰分散角(β)是另一个评价正交性的参数，由相关系数的反余弦计算而得，当峰分散角为90°时，表示维分离和第二维分离完全正交。对于本研究所构建的超高压亲水相互作用色谱-离子淌度质谱全二维分离体系，根据月桂醇聚氧乙烯醚的超高压亲水相互作用色谱保留时间和离子淌度迁移时间，计算得到月桂醇聚氧乙烯醚的相关系数和峰分散角分别为0.0224和88.72°。

6、月桂醇聚氧乙烯醚碰撞横截面积的计算

本研究选择聚丙氨酸为校准物质，以其已知的碰撞横截面积值对离子淌度迁移时间，分别绘制单电荷、双电荷和三电荷三条校准曲线。

应用^[2]

一种IAEO-AA-SMAS三元共聚物表面活性剂及其制备方法和应用，首先将衣康酸、对甲苯磺酸、对苯二酚及月桂醇聚氧乙烯醚加入反应器中于90℃-140℃保温反应直到测得的酸值恒定，即得月桂醇聚氧乙烯醚衣康酸单酯；其次，向恒温反应釜中加入水，然后在65-105℃向其中分别滴加过硫酸铵溶液以及由丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和调节成中性的月桂醇聚氧乙烯醚衣康酸单酯组成的单体混合物，然后保温反应2-5h，静置、冷却，最后调节pH值至9-10，即得最终产物；最终产物与市售低分子脱墨剂相比分子量更大，对油墨的分散、捕集及乳化能力更强，可单独使用或与低分子表面活性剂复配后作为脱墨剂进行脱墨，再生出的纸张白度高，残余油墨量少，适用废旧杂志纸的浮选脱墨。