[发明专利]PDMS中链状甲基硅氧烷的定量方法

说明书

本发明公开了一种PDMS中链状甲基硅氧烷的定量方法，属于分析化学技术领域。本发明的技术方案要点为：将PDMS中链状甲基硅氧烷在GC‑FID响应下的峰面积转化为同等质量浓度下的M4Q在GC‑FID响应下的峰面积，再转换为用M4Q的标准曲线来定量PDMS中链状甲基硅氧烷的含量，具体公式为式中A_i为某一链状甲基硅氧烷在GC‑FID中响应的峰面积，c_i为峰面积A_i对应下的链状甲基硅氧烷的质量浓度，k为得到的M4Q标准曲线的线性关系数学表达式一次项系数，b为得到M4Q标准曲线的常数项的代数值。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：测量过程简单，测量的准确度和精确度均较高。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种PDMS中链状甲基硅氧烷的定量方法。

背景技术

聚甲基硅氧烷(siloxane)是一类以重复的Si-O键为主键，硅原子上直接连接甲基的链状或环状聚合物，其结构通式为：

[R_nSiO_4-n/2]_m

式中的R为有机基团，如Me等，n为硅原子连接有机基团的数(1-3)，m为聚合度(m≥2)。聚甲基硅氧烷从结构分类包括链状(L)甲基硅氧烷(聚二甲基硅氧烷，PDMS)和环状(D)甲基硅氧烷(环二甲基硅氧烷)。聚甲基硅氧烷因其优异的性能被广泛用于电子电气、建筑、汽车、轻工、化妆品、医疗和食品等行业，在其大量的应用过程中，聚甲基硅氧烷经过各种迁移途径，大量进入环境之中形成持久性存在。已有的毒理学研究表明聚甲基硅氧烷对动物的神经、免疫和生殖系统产生毒害作用，具有致癌和致畸作用。鉴于聚甲基硅氧烷使用量巨大和应用范围广泛，聚甲基硅氧烷的环境问题已成为研究热点。而在实际的研究之中，当研究聚二甲基硅氧烷(PDMS)对环境的影响时，对聚二甲基硅氧烷(PDMS)的定性和定量分析是必不可少的部分，对于环状甲基硅氧烷以及部分链状甲基硅氧烷(硅原子数≤5)，由于其单标容易获得，因此它们的定量过程简单和精确，但是对于硅原子数>5的链状甲基硅氧烷，单标不易获得，均以PDMS作为标样而进行定性和定量分析，因此对于PDMS中链状甲基硅氧烷的精确、简单地定量，就显得非常重要和必要。现有的用GC-FID对PDMS中链状甲基硅氧烷的定量方法有三种：一是面积归一化法，二是内标法，三是外标法(用某一种已有单标的甲基硅氧烷的标准曲线近似去定量PDMS中链状甲基硅氧烷的含量)。这三种定量方法存在的缺陷是没有考虑到不同分子量和不同结构的甲基硅氧烷，在GC-FID中的响应是存在差异的这一重要的因素，因此把这些差异考虑进去的定量方法，是对PDMS中链状甲基硅氧烷的含量精确定量的前提。氢离子火焰检测器(FID)是质量型检测器，对烃化物的响应原理，是对它们所含有机碳在氢火焰中电离化的过程。而在PDMS中，Si-C键能(57.6kJ/mol)约是Si-O键(101kJ/mol)的二分之一，而且比C-C键的键能(84.9kJ/mol)还要低，所以在氢离子火焰之中甲基硅氧烷中的有机碳更易断裂，进行电离化，产生信号，而实际的实验也证明，甲基硅氧烷是可以被GC-FID所检测的。从GC-FID对检测物响应的原理出发，针对目前PDMS中链状甲基硅氧烷定量方法所存在的缺陷，建立新的定量方法要解决三方面的问题：(1)对PDMS中所含链状甲基硅氧烷种类的定性；(2)气相色谱火焰离子化检测器(GC-FID)碳响应原理适合甲基硅氧烷检测的验证；(3)定量数学模型的建立。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种方法简单且测量准确度和精密度更高的PDMS中链状甲基硅氧烷的定量方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，PDMS中链状甲基硅氧烷的定量方法，其特征在于具体步骤为：

单位质量M4Q的含碳质量和单位质量某一链状甲基硅氧烷的含碳质量之比等于单位质量M4Q在GC-FID中的峰面积和单位质量某一链状甲基硅氧烷在GC-FID中的峰面积之比，具体公式表示为：