【实力干货】仪器分析在有机颜料中的应用.docx

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【实力干货】仪器分析在有机颜料中的应用

【实力干货】仪器分析在有机颜料中的应用由于仪器分析具有快速、准确、所需的分析试样量少等特点,不仅可以给出许多重要的信息,而且可以数量化,使其在有机颜料新产品的研发、生产工艺的优化等方面得到广泛的应用;仪器分析在有机颜料及相关中间体的合成过程中的作用可概括如下图所示。依据仪器分析的主要功能可以分为两大类型:一是确定化合物试样的分析化学结构及组成的定量分析(包括化合物的元素种类及含量);另一类是测定化合物的若干物理化学特性。依据仪器分析的主要功能质量监控结构确认优化工艺性能评价原材料与中间体:质量控制;异构体含量;有效组分与纯度;机械杂质与不溶物;选择供应商;研究与开发(RD):结构确认;中间体化学结构;颜料专用衍生物;颜料表面改性;商品化处理效果;颜料生产工艺:优化工艺条件;摩尔比的选择;反应终点检测与控制;时间、温度、pH值、催化剂用量等;颜料产物与商品:结构同一性的确认;单一性与固态溶液;着色物中颜料结构;粒径大小与分布等;颜料颗粒表面极性;颜色属性与晶型(相);耐热稳定性等。化学结构与组成的分析在新产品研发过程中,尤其是新型化学结构产品的创新,必须对目的产物进行结构的确认,以证实合成的化合物结构的正确性。表中列举出某些重要的确定试样的化学结构与组成的仪器分析名称及主要用途与可提供的信息。表一、用于分析化学结构与组成的仪器 上述类型的分析仪器,在有机颜料与相关中间体领域,尤以原子吸收分析、质谱仪、气-质连用光谱仪、红外吸收光谱、核磁共振仪、高效液相色谱仪、薄层色谱仪、可见与紫外光谱仪应用的更为广泛。二.仪器分析在有机颜料中应用可见、紫外光谱分析的应用可见紫外吸收光谱分析广泛应用于有机颜料的吸收特性的研究,诸如:通过测定分子消光系数研究颜料的化学结构玉着色强度之间的关系;测量最大吸收给出分子结构取代基对其颜料色光的影响;以已知的吸收峰作为标准,分析颜料试样中的其他组成(有色或无色中间体)的存在等。红外光谱分析的应用红外光谱分析用于分析鉴定有机颜料事一种十分有效的工具,不仅容易使用,且又快速,所需试样少。未获得确切的结果,通常需要对有机颜料试样进行分离,如:某些有机添加剂可通过溶剂萃取(如甲醇、甲醇-水、丙酮);对于聚合物添加剂,可采用四氢呋喃、氯代脂肪烃及冰乙酸进行萃取。如果样品中含有无机添加剂,如:二氧化钛、硫酸钡等,则可以采用热的邻二氯苯萃取少量颜料试样、过滤、除去溶剂,制备出不含有无机添加剂的颜料试样,用于红外光谱分析。红外光谱分析尤其适用于颜料固体粉末试样,通常用不吸收红外线的溴化钾与颜料固体粉末一起混合压制成分析试样;对于商品颜料以及着色物,如着色印墨、着色塑料与涂料等多成分的试样,在进行分析之前应设法将有机颜料与其他 组分分离,方法之一是用有机溶剂(如:丙酮、甲苯、氯苯及四氢呋喃等)多次萃取,倾出上层含有非颜料的组分,再对不溶物有机颜料进行分析;如果是定量分析还需要有标样进行对比。质谱(MS)分析仪的应用场解吸电离(FD)的原理是将颜料试样溶于溶剂中,滴在发射丝极上,插入离子源中,在强电场的作用下,不经气化而直接电离成离子,并按照质量与电荷之比(简称质荷比m/e,m/z)的大小,依次排列成谱图而记录的方法。质谱分析结果可给出不同颜料试样中含有不同质荷比(m/z)分子离子峰化合物的峰值强度或相对丰度和组成之间的关系。薄层色谱(TLC)的应用薄层色谱或薄板色谱是一种微量快速、简单的分离技术。其原理与纸色谱相似,属于吸附色层。在展开过程中,试样与溶剂争夺吸附剂上的活性位置,吸附剂对组分的分离起着重要作用。薄层色谱既可用于分离离子型极性化合物,也可用于分离非极性化合物,还可用于定性、定量分析以及制备一定数量纯样品。薄层色谱设备仪器精巧、操作简单迅速;分离能力强,分离效果好,斑点比纸色谱更加集中,拖尾小;灵敏度高,约为纸色谱的10~100倍,可鉴定1?μg的试样;扩大了显色剂的使用范围,可以采用纸色谱不能经受的腐蚀性显色剂等。薄层色谱分离的过程是流动相(展开剂)流经玻璃板、铝板或塑料板载体上附着的吸附剂(固定相),借助于吸附剂(如Al2O3,硅胶G)的毛细管作用,展开剂沿着薄层上升,试剂溶解后随着展开剂逐渐上升,混合物各组分由于对固定相、流动相的相对吸附能力不同而得到分离。不论是通过吸附作用还是分配作用,主要是根据试样的极性大小的差异。通常吸附作用是随着试样极性加大而更为明显。但极性很强的分子较难从吸附剂上洗脱下来,因此对于某些非极性或弱极性的试样,适宜采用吸附色层;而分配色层多适用于极性较强的试样。液相色谱分析方法的应用早期液相色谱(或称液体色谱)均在柱子中进行,移动相依靠重力作用流经色谱柱,所谓“重力流动”液相色谱。由于色谱理论及实验技术的深入发展,尤其是气相色谱的迅速发展,促进了液相色谱发展。由于气相色谱主要适用

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