电子烟油中质量控制检测方案(密度计)

Anton Paar 图1：电子烟 1 简介 E-juice， vapejuice和e-liquid通常指的是同一种物品(即电子烟油)，并且可以互换使用。 电子烟油是电子烟内部使用的芳香液体。电子烟的蒸气是通过加热电子烟油生成气雾剂，来代替传统香烟中的烟气而产生的。 电子烟油通常由丙二醇(PG)，植物甘油(VG)， 香精和尼古丁组成。新的趋势是在最终成分中引入大麻二酚(CBD)。 电子烟油通过电子烟线圈时，被电流加热并发生雾化。 丙二醇(PG)和植物甘油(VG)是电子烟油的主要成分。按不同比例添加，就会得到不同性质的烟油。 植物甘油(VG)是一种浓稠的天然甜味液体，可提供蒸汽。丙二醇(PG)是一种稀薄的液体，可充当香精的载体。有些人对PG过敏，不含PG的电子烟油也可以使用。VG的 比例越高，产生的雾就越多，蒸汽就越顺滑，但是味道也越淡。PG含量越高，产生的雾就越少，对喉咙的冲击感就越强，味道也越浓。对喉咙的冲击感类似于抽烟时吸入尼古丁的感觉。 2 国际法规 健康风险显然对评估非常重要，尤其是电子烟中的化学物质或任何污染物是否有毒、致癌或具有传染性，又或者，电子烟是否会释放有害或有成瘾性的“药物”。 各个国家/地区对电子烟进行管控的法规有所不同――有的不设法规，有的则完全禁止。 因此，电子烟油生产商必须提交相关证明，以及电子烟原料含量清单。 对于已经实现电子烟商品化的国家，规定必须使用药品或食品级的原料。相关法规包括： 美国药典和欧洲药典(USP和Ph.Eur.) 食品用化学品法典(FCC) ·欧盟委员会法规(EU) 33质量控制 电子烟油的许多性质和成分都会影响尼古丁的释放。 ￥ 如果其他因素不变，尼古丁的浓度越高，那么它的释放就越显著。 电子烟中所加入的香精，可以掩盖或抵消尼古丁的苦味或刺激性，从而使抽烟的人不知不觉地暴露在尼古丁中(导致抽更多的烟)。 对于PG/VG的浓度测量，传统方法(比如GC、HPLC)价格昂贵，费时而且需要熟练的操作人员，通过密度计和折光仪测量则不存在这些问题。 表1是食品级丙二醇(PG)的参考值。 测试项 限值 比重 20°℃ 1.035-1.040 折光率(nD20) 1.431-1.433 表1：食品级丙二醇的参考值 43工艺 电子烟油的生产工艺流程见图2。 在混合前，所有原材料都要进行质量检查。 PG和VG进行混合，可以作为电子烟油的“基底”。混合后以及贴标前，需要进行相应的检查和分析。 接下来加入香精，最后是尼古丁。 贴标前，这两步都需要进行检查。 比重和折光率都是检测项。 图2：电子烟油生产工艺 5 传统分析方法 传统的密度测量方法―-比重瓶法，需要熟练的操作员，大量的样品和清洗剂，分析和清洗时间长，还需要进行温度修正。 另外，比重瓶法还会引入人为的误差。如果分析工作量大，数字密度计就是更好的选择，因为可以节省时间、清洗剂和溶剂。 6 分析方法和步骤 标准 丙二醇(PG)， E 1520， CAS [57-55-6]和植物甘油(VG)E 422， CAS [56-81-5]通常按以下比例混合：PG/VG：80/20；70/30；55/45；45/55；30/70；20/70 6.2 准备样品 使用纯的PG和VG，按不同比例进行配制。 上面提到的8个样品(包括两种纯溶剂)放在20mL样品瓶中，并密封。 6.3 步骤 密度和折光率的测量都在20°℃进行。 6.4 仪器 对于密度和折光率的测量，这里推荐多参数测量系统-Modulyzer， 配置包括： DMA 4100 M 0 Abbemat 500 自动进样器Xsample 530 这些设备连接到一起，可以通过一次进样，实现多参数同时测量。 如图3，Modulyzer系统包括DMAM密度计， Abbemat折光仪和自动进样器Xsample 530， 可以同时进行密度和折光率的测量- -相比传统方法，更简单，更安全，也更准确。 这套测量系统只需10 mL的样品量，测量时间只需几分钟，而且使用简单-一即使是没有经验的人员也能轻松上手。 另外， Modulyzer系统还可以应对不同样品——不管是粘稠样品，还是挥发性样品。测量密度和折光率，通过计算，可以得到PG/VG混合溶液的浓度。 这需要建立PG/VG溶液密度(比重)和浓度关系的方程。 Modulyzer系统的测量和计算都是自动进行的，这样可以减少一些人为误差。 图3：多参数测量系统Modulyzer 7 结果 对于纯的PG和VG，可以通过测量密度(比重)和折光率进行质量检查，这些方法符合USP， Ph.Eur， FCC和EU的规定。 测量结果见表2。 PG/VG 比重(SG 20) 折光率 (RI 20) nD 100/0 1.0381±0.0001 1.432911±0.000001 80/20 1.0771 ±0.0001 1.440589 ±0.000001 70/30 1.0982±0.0001 1.444656±0.000001 55/45 1.1321±0.0001 1.451067 ±0.000001 45/55 1.1545±0.0001 1.455229 ±0.000001 30/70 1.1890 ±0.0001 1.461397 ±0.000001 20/80 1.2135±0.0001 1.465864 ±0.000001 0/100 1.2632±0.0001 1.474359 ±0.000001 表2：不同浓度PG/VG混合溶液在20℃的比重和折光率。 表2：不同浓度PG/VG混合溶液在20℃的比重和折光率。 PG/VG溶液的密度(比重)与浓度之间呈线性相关。进行二次回归后，得到如下方程： 结果如图4。 图4：比重测量 同样地，还可以得到PG(%w/w)和RI之间的关系曲线。相应的方程如下： PG (%w/w)=3149.6*(nD)-11557*(nD)+10192R2=0.9999 8 结论 不管是PG和VG的纯溶液，还是二者的混合溶液，都可以通过测量密度(比重)、折光率来确定产品是否合格。 通过Modulyzer系统测量密度(比重)和折光率，可以在几分钟内快速得到PG和VG溶剂的纯度信息，以及二者混合溶液的浓度信息。 ( 安东帕创建于1922年，总部位于奥地利。安东帕在密度和浓度的测量，溶解二氧化碳的测 只定，以及在流变学和粘度测量领域处于世界领先地位。致力于为全球工业和科研客户提供最合适的仪器，产品范围涵盖密度计、微波消解仪、微波合成仪、旋光仪、折光仪、黏度计、 流变仪、馏程分析仪、闪点测试仪、x-射线结构分析、固体表面电位分析仪、表面力学性能 测试仪器、在线分析检测仪表、颗粒特性分析、原子力显微镜以及固体材料直接表征等。 官方微信 ) 随着电子烟的普及，电子烟油的消耗量也在增长。电子烟油生产过程中需要进行质量控制。