ABS塑料中双酚A和壬基酚标准样品的研制

王 斌，陈 晨，温健昌，林 涛，方 成，白 桦，吕 庆，郭项雨，钟康华，马 强＊

双酚A（BPA）和壬基酚（NP）作为良好的塑料添加剂，广泛用于塑料玩具、奶瓶、水瓶，以及其他数百种日用品的制造。双酚A和壬基酚都属于“环境激素”，作为典型的环境内分泌干扰物已经引起人们的广泛关注。近年来，美国、加拿大、欧盟等发达国家和地区陆续认定双酚A为有毒化学物质，并对儿童用品、食品包装、饮料容器等纷纷制订了双酚A限量标准，甚至对某些儿童用品完全禁用双酚A。2003年欧盟指令2003／53／EC正式颁布并要求所有成员国强制执行，指令要求成品或原料中NP或壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）质量分数等于或大于0．1%时，不得在市场上销售或使用，2005年1月17日起在欧盟各成员国生效［1－5］。

本工作提出了一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料中双酚A和壬基酚标准样品的研制方法，所制备的ABS塑料中双酚A和壬基酚标准样品可用于实验室间塑料中含双酚A和壬基酚检测项目的比对、实验室检测方法的准确性验证、检测仪器的校准、测试结果的质量控制、测量不确定度的评价和人员考核等。同时，本工作填补了该测试项目国内无标准样品的空白。

1 试验部分

1．1 仪器与试剂

Waters Alliance 2695型高效液相色谱仪；Waters Quattro micro API型质谱仪；Millipore Milli-Q型超纯水器；IKA VORTEX 2型旋涡混合器；Retsch SM 200型旋转粉碎仪；METTLER TOLEDO AB204-S型电子天平；KQ-600型超声波清洗器；BUCHI R-3 型旋 转蒸发 仪；SHR-10 A 型 高混机；XJ-200型双锥螺杆挤出机；xsnlzl-110型翻斗密炼式橡胶塑料造粒机组。

混合标准储备溶液：1．000 g·L－1，称取适量双酚A和壬基酚标准物质（纯度均不小于98．5%），用甲醇配制而成。

甲醇、无水乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、四氢呋喃、正己烷均为色谱纯，其他试剂为分析纯。

1．2 仪器工作条件

1）液相色谱条件 Waters XBridge C18色谱柱（2．1 mm×150 mm，3．5μm）；流动相为甲醇和1 g·L－1氨水；等度洗脱，甲醇为90%。柱温为30℃；流 量 为 0．30 mL· min－1；进 样 量 为0．005 mL。双酚A在1．30 min时出现特征峰，壬基酚在2．41 min时出峰，色谱图见图1。

图1 双酚A和壬基酚的色谱图Fig．1 Chromatogram of BPA and NP

2）质谱条件 电喷雾负离子源（ESI－）；射频透镜电压0．5 V；毛细管电压2．5 k V；离子源温度150℃；去溶剂气温度500℃；锥孔气流量50 L·h－1；碰撞气体为氩气（纯度不小于99．999%），碰撞气压3．2×10－4k Pa；去溶剂气流量500 L·h－1。数据采集模式为多反应监测，双酚A与壬基酚的质谱参数见表1，其中＊为定量离子对。

表1 质谱参数Tab．1 MS parameters

1．3 试验方法

称取双酚A和壬基酚化合物各10．000 0 g，抗氧化剂磷酸三苯酯100 g，抗静电剂硬脂酸丁酯50 g，扩散剂氯化石蜡100 g，加入到高速混合机中与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混合，升温至85～95℃，在1 200转·min－1转速下高速混合60～100 min。混合均匀的物料用粉末喂料机按25～55转·min－1的喂料速率投入双锥螺杆挤出机进行熔融挤出，用水拉条成型后牵引到冷却水槽，经冷却后牵引至造粒机中进行造粒成型。将样品颗粒再重新投入到高速混合机中进行第二次熔融挤出造粒。经过三次熔融挤出造粒后，制得均匀稳定的样品颗粒，粒径约2 mm。将制得的标准样品颗粒分装于棕色直筒玻璃瓶，于室温、干燥条件下密封保存。

称取ABS塑料样品0．50 g置于50 mL带盖磨口锥形瓶中，加入四氢呋喃10 mL，在旋涡混合器上振荡30 s，然后放在超声波清洗器中超声辅助溶解20 min，取出后再用旋涡混合器振荡1～2 min，直至样品完全溶解。用甲醇25 mL沉淀，取上层清液至50 mL旋转蒸发瓶中，用适量甲醇冲洗沉淀及锥形瓶，将洗液倒入旋转蒸发瓶中，在旋转蒸发仪上旋蒸至近干，用甲醇定容至10 mL，过滤，待测［6］。

2 结果与讨论

2．1 标准曲线

将双酚A和壬基酚的混合标准储备溶液用甲醇逐 级 稀 释 成 0．01，0．02，0．05，0．10，0．20，0．50 mg·L－1的混合标准溶液系列，在仪器工作条件下进行测定。双酚A和壬基酚的线性范围均为0．18～11 mg·kg－1，线性回归方程分别为y＝6．000×106x＋1．676×104，y＝5．000×106x＋2．338×105，相关系数分别为0．999 6，0．999 5。

2．2 固相萃取条件的选择

固相萃取条件的3个主要考察因素为提取剂用量、固相柱、提取剂。试验在两个条件不变的情况下，考察另一个条件。选取常用SPE-PAK tc18固相柱，用甲醇作为提取剂，按照试验方法，考察2，5，10，15，20 mL不同提取剂用量下双酚A和壬基酚的回收率，在使用5 mL以上提取剂时，回收率趋于平衡，所以提取剂采用10 mL为宜。

分别选取 OROCHEM C18固相柱、Bond El ut-Certif y固相柱、Supelclean LC-18 固相柱、CN W bond Coconut charcoal固相柱、SPE-PAK tc18固相柱、Oasis HLB固相柱、Cleanert PA-SPE固相柱和Chro mab col u mns easy固相柱，以甲醇作为提取剂，提取剂用量为10 mL，按试验方法考察不同固相柱下双酚A和壬基酚的回收率。在使用SPE-PAK tc18固相柱进行固相萃取时，萃取效果最好，所以试验采用SPE-PAK tc18固相柱。

选取甲醇、乙腈、二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯等5种提取剂，以SPE-PAK tc18固相柱作为固相萃取柱，提取剂用量为10 mL，按照试验方法考察不同提取剂下的双酚A和壬基酚的回收率，结果表明，甲醇作为提取剂时，回收效果最好。

2．3 均匀性测试

在制得的200份标准样品中随机抽取10份，每份平行测定2次，结果见表2。

表2 均匀性试验结果Tab．2 Results of test for homogeneity

均匀性检验采用“单因子方差分析法”进行［7］。根据自由度及显著性水平，查出临界值 F0．05（9，10）＝3．02，若统计值F＜F0．05（9，10），则认为组间与组内无显著性差异，即说明样品是均匀的。统计值F按公式（1）计算：

式中：νB为组间方差；νw为组内方差；m为组数；n为每组样品平行测试数；s2B为组间均方差；s2w为组内均方差。

由表2可知：所制得标准样品中双酚A和壬基酚测定结果的数据统计的F值均远小于临界值F0．05（9，10），表明所制备的含双酚 A 和壬基酚 标准样品是均匀的。

2．4 稳定性测试

稳定性是衡量标准样品的另外一个重要参数。考察两组数据平均值之间有无差异时，可用独立样品t检验法评价标准物质的稳定性［7］。若统计量t与显著性水平为α，自由度f＝n1＋n2－2时的tα（f）之间的关系为t≤tα（f），则认为该标准样品的特性量值没有发生显著性变化，否则认为该标准样品的特性量值已发生显著性变化。因为样品要保存在避光环境，所以测试过程在避光条件下进行，检验过程时间间隔为0，1，3，6，9，12个月，并分别模拟高温60℃、低温3℃进行试验，每个时间点均随机抽取6份样品，双酚A和壬基酚的测定结果见表3。统计值t按公式（2）计算：

式中：x1和x2为两组数据的组内平均值；S1和S2为两组数据的标准偏差；n为每组样品测试数。

表3 稳定性试验结果Tab．3 Results of test f or stability

由表3可知：所制得的标准样品中双酚A和壬基酚测定结果的数据统计的t值均小于临界值t0．05（22）＝2．07，表明所制备的含双酚 A 和壬基酚标准样品是稳定的。

2．5 定值结果

将制得的标准样品发往11家有相关检测能力的实验室，对返回的测定结果进行统计，将各目标物质的有效平均值作为最终定值。遵照GB／T 15000．3－2008［7］，综 合 测 试 的 标 准 不 确 定 度（uchar）、由均匀性引起的标准不确定度（ubb）、由稳定性引起的标准不确定度（ults）作为不确定度分量，计算3个不确定度分量的平方和的平方根，得到合成不确定度（uCRM），对制得的标准样品进行不确定度的评估［8］，得到标准样品的认定值，见表4。

表4 标准样品的定值结果Tab．4 Results of certified values of the standar d sample mg·kg－1

本工作建立了ABS塑料中双酚A和壬基酚标准样品的研制方法。所研制的ABS塑料中双酚A和壬基酚标准样品的均匀性和稳定性，符合标准样品制备相关要求，可用于检测机构日常工作的质量控制、人员比对等试验活动。

鸣谢东莞中思检测电子科技有限公司和东莞市诚标检测科技有限公司，以及各参加定值试验的实验室的大力支持。

［1］ 李鱼，刘建林，翦英红．分散液液微萃取-柱前衍生-高效液相色谱法测定水样中双酚 A［J］．分析化学，2009，37（10）：1484-1488．

［2］ 朱俐，董慧茹，章晴．溶剂浮选-高效液相色谱法测定水体中双酚A、辛基酚和壬基酚［J］．理化检验-化学分册，2010，46（2）：167-169．

［3］ 张圣虎，张易曦，吉贵祥，等．高效液相色谱-串联质谱法测定儿童和成人尿液中双酚A、四溴双酚A和辛基酚［J］．分析化学，2016，44（1）：19-24．

［4］ 李璐，芦春梅，胡婷婷，等．食品塑料包装中双酚A迁移规律研究［J］．中国公共卫生，2014，30（2）：246-247．

［5］ 2003／53／EC Amending f or the 26th time Council Directive 76／769／EEC Relating to restrictions on t he marketing and use of certain dangerous substances and preparations （nonylphenol，nonylphenol ethoxylate and cement）［S］．

［6］ 郭项雨，李海玉，吕庆，等．液相色谱-串联质谱法同时测定玩具中5种酚类内分泌干扰物［J］．理化检验-化学分册，2015，51（12）：1708-1712．

［7］ GB／T 15000．3－2008 标准样品工作导则（3）标准样品定值的一般原则和统计方法［S］．

［8］ 刘崇华，杨丹华，田勇，等．玩具油漆图层可迁移重金属标准样品的研制［J］．理化检验-化学分册，2016，52（10）：1169-1171．