溶剂吸收-气相色谱法测定化学防护服抗硫酸二甲酯渗透性能.pdf

第43卷
分析化学( FENXI HUAXUE)研究简报
第6期
2015年6月
Chinese Journal of Analytical Chemistry
924~928
DOI:10.11895/issn.0253-3820,140980
溶剂吸收-气相色谱法测定化学防护服抗硫酸二甲酯渗透性能
杨子芹”杨光杨博王春字丁松涛
(防化研究院,北京100191)
摘要为实现定量分析化学防护服抗硫酸二甲酯( Dimethyl sulfate,DMS)渗透性能,建立了溶剂吸收结合
气相色谱法对透过化学防护服面料的DMS累计渗透量进行测定的方法。以流量100mL/min的N2为捕集
气,丙酮为吸收剂,对透过化学防护服面料的DMS进行收集,再采用气相色谱-火焰光度检测器对DMS的累
计渗透量进行检测。在选定色谱条件下,DMS在0.5-5.0ug/mL范围内,其峰面积的平方根与浓度具有良
好的线性关系,R=0.985,检出限为0.24g/mL,精密度为3.9%~6.3%,方法回收率为95.2%~98.5%。
对国内外各种化学防护服DMS在1h内的累计渗透量的测定结果表明,化学防护服抗DMS的渗透能力与面
料防护层的材质、厚度、染毒密度等因素密切相关。本方法可靠、简便,已应用于对化学防护服抗DMS渗透性
能的检测。
关键词化学防护服;硫酸二甲酯;渗透性能;气相色谱
1引言
硫酸二甲酯( Dimethyl sulfate,DMS)是一种液态剧毒工业化学品,与芥子气的作用相似,对皮肤有
强腐蚀作用,对眼、上呼吸道有强烈刺激作用,可引起结膜炎、角膜炎、呼吸道炎症及肺水肿山。另外,
DMS可引起染色体畸变,被认为是强致癌物质2-1。DMS在第一次世界大战时曾被用作化学战剂,近
些年美军在恐怖主义袭击训练中将DMS列为假想化学武器而进行研究到。美国消防协会标准
NFPA1994-2012?、NFPA1991-2005?都将DMS列为CBRN恐怖事件用化学防护服抗化学品渗透性能
必须检测的化学品之一,我国公共安全行业标准CA770-2008将DMS规定为消防员化学防护服抗化
学品渗透性能必须检测的唯一液态剧毒化学品,但在上述标准中对DMS的分析检测方法并未明确规
定,我国至今也未有实验室建立化学防护服抗DMS渗透性能的检测技术,这为我国化学防护服的研发
生产及选择使用等方面带来很大障碍。
目前,DMS的检测方法主要有分光光度法の、液相色谱法0和气相色谱法2?。分光光度法和
液相色谱法都需要对收集的DMS进行衍生处理后才能进行分析,实验过程繁琐,化学干扰大。美国
NIOSH2524对空气中DMS检测采用 Porapak P固态吸收管采样,乙瞇解吸后利用气相色谱-电导检测器
进行检测?。本实验参照CA70-2008、NFA1991-2005及 ASTM739-2012有关化学品渗透性能的测
试方法对一级化学防护服抗DMS的渗透性能进行测试,采用N2气流对透过化学防护服面料的DMS进
行捕集后,通人丙酮中进行吸收,吸收液经石英毛细管柱分离后,采用气相色谱-火焰光度检测器进行
检测,以累计渗透量0.25g/cm2作为DMS透过一级化学防护服面料的判据:。本方法不需要衍生
化或固态吸收管吸收、溶剂解析等处理过程,可准确、有效,快速评价化学防护服抗DMS渗透能力。
2实验部分
2.1仪器与试剂
6890N气相色谱仪(美国 Agilent科技有限公司),采用火焰光度检测器(硫滤光片);色谱柱:HP5
石英毛细柱(30mx0.32mx0.25m,美国 Agilent科技有限公司);恒温箱(宁波江南仪器厂);渗透
性能测试池:根据ASTM739标准加工;质量流量计(北京忠实易达科技有限公司);洁净空气源(北京中
2014-11-05收稿;2015-03-17接受
本文系军事计量基金资助项目(N。.Z3422
E-mail:yangziqin201i(@sina.com
第6期
杨子芹等:溶剂吸收气相色谱法測定化学防护服抗硫酸二甲酯渗透性能
惠普分析技术研究所);微量进样器(瑞士 Hamilton公司);ML204电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海
有限公司);DMS(DMS)(分析纯,沈阳化学试剂厂);丙酮(分析纯,北京化工厂);对二甲苯(化学纯,国
药集团化学试剂有限公司);4-甲基2-戊醇(纯度99%,阿法爱莎(天津)化学有限公司)。
2.2试样
在化学防护服的胸部、臂部、腿部各裁取圆形试样3个,实验前将试样在(21±5)℃,相对湿度为
30%~80%的条件下至少调节24h。对不同化学防护服分别进行标记:A:由氯化丁基橡胶单面涂覆织
物制备,面料厚度0.40mm;B:由氯化丁基橡胶单面涂覆织物制备,面料厚度0.32mm;C:由氯丁橡胶
双面涂覆织物制备,面料厚度0.51mm;D:由氯丁橡胶双面涂覆织物制备,面料厚度0.37m;E:由丁
基橡胶双面涂覆织物制备,厚度0.36mm;F:由聚乙烯三层复合面料制备,厚度0.85mm;G:由聚乙烯双
层复合面料制备,厚度0.75mm
2.3色谱条件
色谱柱升温程序:50℃保持1min,以20℃/min升温速率升到90℃,保持1min;进样口温度
200℃;载气为氮气,柱流速3mL/min;检测器温度:200℃;氢气流速:50mL/min;空气流速:0mL/min
尾吹;25mI/min;手动进样:4pL;分流比:5:1o
2.4标准曲线绘制
分别配制0.5,1,2,3和5?g/ ml DMS的丙酮标准溶液,手动进样4uL,每个标准溶液分别进样
6针,记录色谱图,计算6次进样的DMS峰面积的平均值,根据标准溶液的浓度和峰面积的平方根进行
线性回归,绘制标准曲线。
2,5方法回收率的测定
取0.5,1和2g/ MIL DMS的丙酮标准溶液各15mL,加人鼓泡吸收瓶中,称量DMS的丙酮标准溶
液的重量后,放置在32℃恒温箱中。鼓泡吸收瓶中通入100mL/minN2,1h后停止通气,取下鼓泡吸收
瓶,称量吸收瓶中丙酮溶液的重量,采用气相色谱检测此时丙酮溶液中DMS的含量,计算回收率。
2.6透性能测试
按照CA770-2008,NFPA1991-2005及ASTM739-2012中有关化学品渗透性能测试方法进行测试。
将待测试样夹在测试池上,采用一级化学防护服要求的染毒量对受试样品进行染毒,染毒密度
100g/m2,染毒液滴10L,染毒面积20cm(操作注意安全,试验人员佩戴防毒面具和防毒手套,在通
风良好的通风橱中进行操作)。测试池安装好后放在恒温箱中支架上,收集端连接鼓泡吸收瓶,瓶中装
入15mL丙酮作为吸收液,恒温箱温度为32℃。测试池收集端通人100mL/min的N2吹扫试样的背面
以捕集透过试样的DMS,然后再通人丙酮中吸收DMS。测试1h后,取下吸收瓶,称量吸收瓶中丙酮的
重量。采用微量进样器将4pL吸收液打人气相色谱仪,根据DMS的峰面积,用绘制的标准曲线计算丙
嗣中DMS浓度,计算出吸收液中累计DMS的重量,再根据公式(2)计算DMS在1h内的累计渗透量:
P=W/A
其中,P为累计渗透量(ug/cm2);W为DMS质量(g);A为染毒面积(cm2)。
按照ASTM739-2012中的有关规定对一级化学防护服抗DMS渗透性能进行判定,即DMS透过的累
计滲透量超过0.25g/cmn2判定为透过,3个试样中有1个试样在1b内透过即判定为不合格。
3结果