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工业用苯乙烯纯度的测定

Styrene for industrial use-Determination of purity Capillary gas chromatography

　毛细管气相色谱法

1 范围
本标准规定了用毛细管气相色谱法测定工业用苯乙烯的纯度和杂质。
本标准适用于苯乙烯纯度为99%～100%范围试样的测定。也可应用于苯乙烯中正常存在杂质的测定。虽然本方法也可应用于更低纯度的苯乙烯试样，但对全部杂质的定性和选定合适的内标物可能较为困难。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过的本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB3915-1998 工业用苯乙烯
GB/T 8170-87 数值修约规则
GB/T 9722-88 化学试剂气相色谱法通则
3 方法提要
采用毛细管气相色谱法，以内标法测定苯乙烯中通常存在的杂质数量。然后由100减去所有杂质的总含量，便可得到苯乙烯的纯度，以质量百分数表示。
4 试剂和材料
4.1 内标物：正庚烷，或其他合适的化合物，纯度应大于99%。
4.2 杂质标准品：纯度大于99%。
4.3 苯乙烯标准品：纯度应尽可能高，以结晶点法测得纯度应至少大于99.6%。
4.4 氮气：纯度大于99.5%(V/V)。
4.5 氢气：纯度大于99.5%(V/V)。
4.6 空气：经硅胶、分子筛充分干燥和净化
5 仪器与设备
5.1 气相色谱仪：应配置氢火焰离子化检测器及进样分流装置。在进样量不超过色谱柱允许负荷量的条件下，对最后流出的含量为10mg/kg的被测杂质，其峰高至少应大于仪器噪声的4倍。
5.2 记录系统：满量程等于或小于2mV，响应时间小于1s的记录仪或合适的各类色谱数据处理机。
5.3 微量注射器：10?L、100?L。
5.4 色谱柱：色谱柱及典型操作条件见表1。只要在适宜于某柱的操作条件下，该柱能从苯乙烯中分离所有主要杂质和内标物，则此色谱柱也能使用。
表1 色谱柱及典型操作条件

色谱柱	A	B
柱管材料柱长，m 柱内径，mm 柱温，℃ 固定液液膜厚度，?m	弹性石英毛细管 50 0.22 100 键合FFAP¹⁾ 0.33	弹性石英毛细管 50 0.32 100 键合PEG－20M²⁾ 0.5
检测器	FID
载气(N₂)流量，mL/min 补充(N₂)气流量，mL/min	0.5～1（适宜值） 30
进样体积，?L 分流比内标物	0.1～0.5 100:1 正庚烷	0.1～0.5 100:1 正庚烷
1）FFAP为聚乙二醇20M与2-硝基对苯二甲酸的反应物。 2）PEG-20M为聚乙二醇-20M。

6 取样
按GB 3915-1998的4.3进行。
7 分析步骤
7.1 校正因子的测定
7.1.1 制备含有约99.5%(m/m)苯乙烯和适当含量典型杂质的配制混合物，称量所有杂质组分，计算各自的含量，精确到0.001%，各组分应称准至所要求的精度。用微量注射器，将50?L（或适量）内标物加至100mL容量瓶中，该容量瓶中应事先装有约75mL的配制混合物，再用配制用混合物稀释至刻度，混匀得到校准用混合物。若用正庚烷作内标，则正庚烷的密度为0.684g/cm³，苯乙烯的密度为0.906g/cm³，该溶液中就含有0.037 7%(m/m)的正庚烷。
7.1.2 再准备两份用于配制混合物的苯乙烯。一份苯乙烯用于色谱法显示干扰内标物的杂质。如果该苯乙烯中的杂质与所选的内标物同时出峰，那就必须改用其他合适的内标物。另一份苯乙烯，可按7.1.1的方法只加入内标物，并制成只配有内标物的苯乙烯混合物，用于色谱法确定存在于该苯乙烯中杂质与内标物色谱峰面积比率。
7.1.3 根据表1推荐的操作条件和各色谱仪的操作说明书，应合理调整，并在仪器稳定运行后，把适量的校准用混合物(7.1.1)和只配有内标物的苯乙烯的混合物(7.1.2)依次注入色谱仪，以获得两个色谱图。测量除苯乙烯以外的所有色谱峰的面积，包括内标峰。各典型色谱图见图1～图2。

4.3 固定液
癸二腈，色谱专用。
4.4 标准样品
4.4.1 标准试剂：供测定校正因子和配制外标样用，其纯度应不低于99%(m/m)。
5 仪器
5.1 气相色谱仪
配有氢火焰离子化检测器(FID)的气相色谱仪。该仪器对本标准所规定的最低测定浓度的杂质所产生的峰高至少大于噪音的两倍。而且，当采用归一化法分析样品时，仪器的动态线性范围必须满足定量要求。
5.2 色谱柱
本标准推荐的色谱柱及典型操作条件见表1。典型色谱图见图1。能达到同等分离效果的其他色谱柱亦可使用。色谱柱的制备可按GB/T 9722-1988的7.1进行。
表1 色谱柱及典型操作条件

固定液	癸二腈
固定液含量，%(m/m)	20
载体	Chromosorb P NAW
粒径，mm	0.177～0.250(60～80目)
柱管材质	不锈钢或紫铜
柱长，m	9
柱内径，mm	3
载气流速，mL/min	30(H₂)
柱温，℃	50
进样器温度，℃	150
检测器温度，℃	150
进样量	1?L（液态）或1mL（气态）

注意：当使用氢气作载体时，必须特别注意安全，保证系统无泄漏。

5.3 进样装置
5.3.1 液体进样阀（定量管容积为0.5～1?L), 或合适的其他液体进样装置¹⁾。
进样装置流程示意图见图2。金属过滤器中的不锈钢烧结砂芯的孔径为2～4?m，以滤除样品中可能存在的机械杂质，保护进样阀，进样阀出口安装适当长度的不锈钢毛细管或减压阀，以避免样品汽化，造成失真，影响重复性。进样时，将采样钢瓶出口阀开启，用液态样品冲洗定量管数秒钟后，即可操作进样阀，将试样注入色谱仪，然后关闭出口阀。
5.3.2 气体进样阀（定量管容积为0.5～1mL），或医用玻璃注射器。
气相进样必须采用图3所示的液态样品汽化装置，以完全地汽化样品，保证样品的代表性。不锈钢毛细管的内径为0.2mm，长2～4m，置于50～70℃的恒温水浴内。进样时，将采样钢瓶出口阀缓慢开启，控制液态样品的汽化速度，以5～10mL/min为宜。待约10倍定量管体积的试样中冲定量管后，关闭钢瓶出口阀，让试样完全汽化，并达到压力平衡。此时，操作进样阀将试样注入色谱柱。
5.4 记录装置
积分仪或色谱数据处理机。
采用说明：
1]液体进样是本标准增加的。

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