随着中国加入 WTO,日美等国对我国出口产品实行技术贸易壁垒,对于聚丙烯(PP)类高分子食品包装聚合材料,我国只要求测定浸泡液中 ( 4%乙酸 ) 重金属[1-2],标准要求≤1mg/L (以铅计),而日美标准中,不仅要求测定4%乙酸浸泡液中重金属,(以铅计≤1ppm)还要求检测材料(Material Test)中铅、镉铅镉含量[3-4],日本 JETRO 要求铅镉均≤100ppm,美国21CFR177.1520要求铅镉均≤30ppm。对于PP类聚合包装材料,不同于普通食品、化妆品、其耐酸、抗氧化剂,很难用常规方法破坏,对于此类物质前处理方法,目前国内未见报道,为此我们建立了微波消解法、马弗炉高温灰化法两种前处理方法,用原子吸收分光光度法测定,获得满意结果。1、 材料与方法1.1 仪器与设备 AA-6800 原子吸收分光光度计(日本岛津),MK-III 型光纤压力自控密闭微波溶样系统、DPK-I 电子温控加热板(上海新仪微波化学科技有限公司,原上海新科微波溶样测试技术研究所),FB1310M 马弗炉(美国 THERMOLYNR 公司)。1.2 试验方法1.2.1 马弗炉高温灰化法 将 PP 包装材料用去离子水浸泡2h后,反复冲洗,105℃ 烘干,恒重,剪碎,取样 0.5g,精确到 0.001g,缓慢灼烧至基本炭化,放入马弗炉中, 480℃ ± 5℃,灼烧灰化24h,用 0.5mol/L 硝酸将灰分溶解,少量多次过滤在 10~20ml容量瓶中,并定容至刻度,同时作空白试验,原子吸收分光光度法测定。1.2.2 微波消解法 取样 0.5g,置入聚四氟乙烯溶样杯中,加入2mL硝酸,1.0mL过氧化氢,在电子温控加热板上110℃预处理30min,放冷后,盖上内盖,将溶样杯放入消解罐内,按表 1 进行消化,至样品完全溶解,转移定容,同时作空白试验,原子吸收分光光度法测定。表1 微波消解条件压力(MPa) 时间(min) 消解结果 0.5 21.0 2 微 黄 1.5 2 样 品 溶 解 2.0 22、 讨论2.1 马弗炉高温灰化法灰化温度与时间的选择 对于铅的测定应控制在 500℃以下,过高温度,铅容易损失,在 480℃ 下回收率在94.5%,而510℃时为78.6%,本法采用480℃。在480℃情况下,20h以后外观观察基本灰化完全,本法灰化时间采用24h。 2.2 回收试验 将两种不同含量的包装材料, 用上述两种方法分别作加标准回收试验, 结果见表 2。表2 两种方法回收试验结果样品铅含量(mg/kg) 马弗炉高温灰化法(%) 微波消解法(%)424.6 94.5 101.732.5 106.4 105.22.3 方法的精确度试验 将同一份样品用两种方法,在不同时间内检测 6 次,结果见表 3。表3 方法的精确度试验方法 测得值(mg/kg) X(mg/kg) RSD(%)高温灰化法 33.4 35.2 31.7 32.3 32.4 32.6 32.6 4.4微波消解法 31.4 32.4 37.8 36.1 34.3 30.5 33.8 7.72.4 方法比对试验 采用两种方法分别对 6种出口包装材料进行试验,结果见表 4,用统计学检验,P>0.05,两种方法无显著性差异。表4 方法比对试验方法 样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6高温灰化法 424.6 32.5 604.4 559.2 10.3 18.6微波消解法 430.1 33.4 597.1 551.6 11.2 19.32.5 铅存在原因分析 本地厂家 2002 年初曾因为重金属超标而出现贸易争端, 我们采用上述方法对其生产原料各个环节进行检测,发现由于使用了含有铬黄 ( Yellow 34 ) 的色母造成,其基本结构为 Pbcro4?pbso4,但如果不加铬黄的色母,产品性状很难达到客户要求。通过测试,使其控制在 20mg/kg 以下,这样达到日本和美国要求,又不对产品性状造成影响。3、 结论 本文建立了聚合包装材料中金属测量的前处理方法,两种方法简单易行, 马弗炉高温灰化法不需特殊设备,但费时,微波消解法速度快而准确。
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