烟用水基胶中甲醛残留量分析

烟用水基胶是卷烟产品生产不可缺少的重要组成部分，主要用于卷烟烟支的搭口处、卷烟接嘴处、滤棒中线处、条盒和小盒包装处的黏合。甲醛是烟用水基胶中重要的安全卫生指标，其限量为20mg/kg。因此，研究和检测烟用水基胶中甲醛的残留量，对于有效控制烟用水基胶产品质量安全具有重要意义。

一、方法概述

甲醛的分析方法主要有分光光度法、流动注射分析法和高效液相色谱法。高效液相色谱法测定甲醛，不仅需要衍生化，还需耗用大量的有机试剂。分光光度法利用甲醛在碱性溶液中与间苯三酚反应生成一种橙色化合物，其吸收峰位于474nm波长处。不过由于间苯三酚与甲醛反应生成的有色物质褪色很快，用普通分光光度法测定的准确性不可靠，而连续流动化学分析仪可测定在线反应产物的浓度，有效地解决了此问题。为此，殷延齐等建立了一种连续流动分析法测定烟用水基胶中甲醛含量的方法。本节主要介绍该方法。

二、方法原理

烟用水基胶试样经水稀释混匀，经高速离心后，样品溶液中的甲醛与间苯三酚与甲醛反应生成一种橙色化合物，最大吸收波长为474nm，然后进行连续流动法测定样品溶液中的甲醛。

三、材料与方法

（一）试剂

所有试剂应为分析纯或同等纯度。水为超纯水（电阻率≥18.2MΩ·cm）。分析烟用水基胶中甲醛残留量所需试剂见表5-4。

表5-4 分析烟用水基胶中甲醛残留量所需试剂列表

1. 试剂配制

（1）0.4mol/L氢氧化钠溶液 将16g氢氧化钠加入到约600mL水中，搅拌溶解，放置冷却后转移至1000mL容量瓶中用超纯水定容。加入0.5mL Brij-35，混合均匀。

（2）1mol/L硫酸溶液 移取54.3mL浓硫酸，缓慢加入约800mL水中，同时不断搅拌，均匀冷却后转移至1000mL容量瓶中，用超纯水定容。

（3）2g/L间苯三酚溶液 将2g间苯三酚加入到约500mL水中，搅拌溶解后转移至1000mL容量瓶中用超纯水定容。

2. 标准溶液配制

（1）储备液 移取2.8mL甲醛溶液至1000mL容量瓶中，加入0.5mL 1mol/L硫酸溶液，用水稀释至刻度，用碘量法标定。将该标准溶液稀释10倍作为储备液。

（2）工作标准液 由储备液用超纯水制备至少5个工作标准液，其浓度范围应覆盖预计检测到的样品含量。工作标准液应储存于冰箱中。每两周配制一次。

（二）仪器

（1）连续流动分析仪，由取样器、比例泵、渗析器、加热槽、混合圈、比色计（配474nm滤光片）和记录仪组成。

（2）分析天平，感量0.0001 g。

（3）振荡器。

（4）高速离心机。

（三）实验方法

称取0.5g烟用水基胶试样（精确至0.1mg）于50mL具塞三角瓶中，加入25mL水，置于振荡器上振荡萃取15min。准确移取5mL萃取液于离心管中，于20℃下离心20min，转速为12000r/min。静置10min，取上层清液用连续流动分析仪进行测定，检测波长为474nm，进样时间为30s。甲醛测定的流程图见图5-8。检测在室温下进行，不需加热。

四、结果的计算与表述

1. 烟用水基胶中甲醛残留量的计算

卷烟用水基胶中甲醛残留量按式（5-2）计算：

式中 a——待测样品甲醛残留量，mg/g。

C——待测样品溶液测定浓度，mg/mL；(www.xing528.com)

图5-8 甲醛测定的流程图

V——待测样品溶液定容体积，mL；

m——样品称样量，g。

2. 结果的表述

以两次平行测定结果的平均值作为测定结果，结果精确至0.01 mg/g。

五、连续流动法测定甲醛的影响因素

（一）最佳检测波长

最佳检测波长是指以试剂空白为参比，采用经典方法将甲醛储备溶液、氢氧化钠溶液和间苯三酚溶液依次加入比色管中（体积比为1∶10∶10），对生成物进行波长扫描。结果见图5-9。由图表明，有色物质在474nm波长处有最大吸收。

图5-9 反应产物的全扫描图

（二）反应时间

对反应时间扫描结果显示，反应约35 s时，反应生成的有色物浓度最大，稳定时间约为15s，然后开始衰退，如图5-10所示。由此可知，反应最佳检测时间35s到50s之间。因此，设计反应管路时，从进样到检测器样品的流动时间也应在35s到50s之间，设计一个10匝混合圈即可实现最佳显色反应。

图5-10 反应时间的影响

（三）反应模块

为得到载流流速、显色剂流速及反应管管长的最佳数据，采用单因素法进行优化，实验结果如表5-5所示，表明载流与显色剂的流速分别为1.20mL/min和1.00mL/min，反应管长（ab间的距离）为130cm时吸光度最大。

表5-5 流速与反应管长的单因素优化实验结果

（四）检测条件

1. 氢氧化钠溶液和显色剂溶液浓度

氢氧化钠溶液和显色剂浓度的影响见表5-6。由表可知，随着氢氧化钠浓度的增大，吸光度先迅速增加后缓慢降低。当氢氧化钠浓度为0.4mol/L时达到极大值；且氢氧化钠浓度过高，甲醛和显色剂不稳定，显色反应和褪色反应过快，不易控制。测定甲醛选择适宜的氢氧化钠浓度为0.4mol/L。

当显色剂间苯三酚溶液的浓度在0.25～2 g/L之间，吸光度随间苯三酚浓度的增大先增大，后保持不变；当浓度大于2g/L时，吸光度开始变小。故选择中间苯三酚浓度为2g/L。

表5-6 不同浓度氢氧化钠和显色剂的吸光度

2. 进样时间和反应温度

进样时间为15s，17s，20s，25s，30s，35s对测定吸光度的影响结果表明，吸光度随进样时间的延长迅速增大；当进样时间大于30s时，吸光度增加幅度较小，因此最佳进样时间为30s。

反应温度分别为15℃、20℃、25℃、30℃和35℃对测定的影响结果表明，反应温度高于17℃时吸光度无明显变化，因此该连续流动法在室温下即可进行测定。

六、不同检测方法比较

采用连续流动法与高效液相色谱法YC/T 332—2010 《烟用水基胶 甲醛的测定 高效液相色谱法》对烟用水基胶样品甲醛进行测定，结果见表5-7。两种方法经过t检验得P=0.997 （＞0.05），说明两种方法的测定结果有较好的一致性，无显著性差异。

表5-7 水基胶样品中甲醛含量测定结果比较