润滑油中乙烯乙二醇检测方案(顶空进样器)

顶空气相色谱法测定使用过的发动机润滑油中乙烯乙二醇 引言 使用过的发动机润滑油中存在乙烯乙二醇，这是一种指示，说明防冻冷却剂已经渗漏到了内燃机的曲轴箱，因此可以预测发动机磨损问题。目前测 定乙烯乙二醇的方法有几个，包括比色法，该方法容易操作，但是在解释说明结果时，主观性大，而且测试灵敏度不高，快速，成本低。虽然使用气相色谱法也可以分析测定该物质，但是乙烯乙二醇的分子量较低，挥发性不佳，以及极性较强，检测和定量乙烯乙二醇时有点困难，色谱峰峰形经常难以控制，存在偏移问题。 直接进样到气相色谱，分析测定使用过的发动机润滑油，会引进高分子油和不挥发性组分到进样口和色谱柱。因此色谱法需要较长的分析时间，色谱柱寿命会缩短，同时样品处理量较低，因为样品油中高沸点组分必须在下一次进样分析前流出色谱柱。ASTM方法D4291-98详细说明了用正己烷稀释油样，提取乙二醇到水相，然后通过GC分析即可，但这是一个特别耗费人力的样品前处理过程，不宽恕人的色谱方法，水和极性被测物在柱上进样分析。 下面研究了ASTM方法D4291-98另一可替代的前处理方法，该方法包含了一个简单的现场衍生化技术，衍生后乙二醇变成了挥发性较强，极性较小的物质。顶空萃取技术用来从复杂样品基质中隔离乙二醇，然后进样到气相色谱，快速得到分离定量，而没有油品基质的影响。该方法测定速度快，可以高通量处理样品，每天分析100多个含有乙烯乙二醇和丙烯乙二醇的发动机油样。 实验条件 适用于该方法的系统和色谱条件见下表1 校正标样 准备乙二醇标样，在发动机油中乙二醇的定量范围浓度在0.01%到0.2%W/W之间 样品准备 加100ul样品油到22ml的顶空瓶，再加5mg的衍生化试剂(PerkinElmer 货号N9301741)，密封后顶空分析。由于样品油有粘性，经常使用移液管准确吸取油样，为了快速准备好样品，顶空瓶预先使用衍生化试剂润洗。 结果 在加热的条件下，衍生化反应可以简单而快速完成，顶空进样器可以从复杂的样品基质中提取掉挥发性组分，然后可以干净的进入到气相色谱柱，避免了高沸点的发动机油，煤烟和其他不挥发的物质进入色谱柱，乙烯乙二醇组分通过优化条件，从较早流出的衍生化副产物中分离开，气相色谱法等温运行，运行周期3min或者是更短，结果见figure1。和目前ASTM方法相比，该方法可以提高10倍的生产效率，在测定乙烯乙二醇浓度范围0.01%到0.2%之间时，有极好的定量相关系数，达到了0.997，结果见figure2， 和较好的精密度， 3%RSD，系统维护仅仅需要更换O-型圈，在大约分析2000个样品后更换。 顶空进样器 PerkinElmerTurboMatrix HS-40或 HS-110 温度(度) 炉温：120度 针温：150度 传输线温度：160度 时间(分钟) 加热时间： 18 进样时间：0.01 拨针时间：0.5 GC 循环时间：3 一个样到下一个样分析周期：3 压力 40psi氦气 压力化时间：1min 传输线：320um性性熔融石英 顶空瓶 22ml顶空瓶， 涂聚PTFE的硅胶隔垫 气相色谱 PerkinElmer Clarus 580 GC 进样口 带PPC分流/不分流进样口 180度 25psi 分流： 50ml/min 检测器 带PPC的FID 量程x1，衰减×32 温度：250度 空气：450ml/min 氢气：45ml/min 色谱柱 Elite-5 15m×0.32mmlD×0.25um 100度恒温2分钟 平衡时间：0分钟 软件 Empower 3 CDS 结论 Figure 1. Chromatogram shows elution of ethylene glycol. 本文开发和测试了一个适用的高通量分析方法，用来测试使用过的发动机油中稀释剂乙烯乙二醇组分，使用该方法每天可以分析多达400个样品，同时可以直接得到结果，该结果可以比得上和已确定方法得到的结果，顶空进样分析使用过的发动机油，样品前处理简单，具有高通量的分析能力，和较少的人为错误，每个样品的分析成本(不包括劳动力和启动成本)少于0.70美元。 Figure 2. Calibration curve of ethylene glycol. 珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司 地址：上海张江高科技园区张衡路1670号 邮编：201203 电话：021-60645888 传真：021-60645999 www.perkinelmer.com.cn 要获取全球办事处的完整列表，请访问http：// www.perkinelmer.com.cn/AboutUs/ContactUs/ContactUs 版权所有 C2014， PerkinElmer， Inc. 保留所有权利。PerkinElmer@ 是PerkinElmer， Inc. 的注册商标。其均所有商标均为其各自持有者或所有者的财产。