聚碳酸酯水杯湿热老化过程中双酚A迁移量的研究

聚碳酸酯水杯湿热老化过程中双酚A迁移量的研究

周楠;陈彬;杨俊;石敏

【摘要】建立了超高效液相色谱检测聚碳酸酯水杯中双酚A迁移量的分析方法,该检测方法高效快捷,与样品中杂质能较好分离,检出限低(0.02mg/L),线性范围宽(0.1～100mg/L),且线性良好(R2为0.99998);相对标准偏差小(RSD小于1％).并以沸水浴作为湿热老化条件,模拟聚碳酸酯水杯中在使用过程中冲泡沸水和煮沸消毒过程中双酚A迁移量过程,得出双酚A迁移量饱和时间(136h)和饱和迁移量(90.10μg/g).同时考察相同时间间隔内双酚A迁移量以研究双酚A迁移速率,结果表明聚碳酸酯老化时间达到48h双酚A开始加速迁移,112h双酚A迁移速率达到最大,随后迁移速率陡然减慢.

【期刊名称】《包装与食品机械》

【年(卷),期】2018(036)006

【总页数】4页(P69-72)

【关键词】超高效液相色谱;聚碳酸酯;双酚A;迁移量

【作者】周楠;陈彬;杨俊;石敏

【作者单位】南通市食品药品监督检验中心,江苏南通 226000;南通市食品药品监督检验中心,江苏南通 226000;南通市食品药品监督检验中心,江苏南通 226000;南通市食品药品监督检验中心,江苏南通 226000

【正文语种】中文

【中图分类】TS206.4;TQ320.74

0 引言

聚碳酸酯作为广泛使用的工程塑料，由于其较好的透光性、耐热性以及较强的韧性，良好的加工性，应用于食品、医药、手机、汽车等众多领域［1～3］，在食品领

域主要是应用于制作饮水杯、奶瓶［4］。聚碳酸酯制作过程中的重要原料双酚A （BPA），同时作为一种内分泌干扰物，会对人体的皮肤、角膜、呼吸道等产生刺激［5］，并且具有和雌激素相似化学结构，通过接触、随食物进入体内，与雌激素受体结合，从而影响生物的生殖、神经系统、免疫系统［6］，提高激素相关癌症的发病率，如乳房癌、睾丸癌、前列腺癌等［7］，因此双酚A的安全性受到质疑，中国、欧盟、加拿大、美国等众多国家和地区已禁止其应用于婴幼儿食品容器［8］。食品接触材料中双酚A测定方法的确立及聚碳酸酯塑料作为食品接触材料使用方式的研究显得尤为紧迫。

本文根据消费者在聚碳酸酯水杯使用过程中可能出现的沸水冲泡，煮沸消毒的使用习惯，沸水浴试验模拟湿热老化过程，研究聚碳酸酯材料中双酚A迁移量随老化

时间变化的规律以及多次反复沸水浴洗涤次数试验，研究随着洗涤次数（不同老化时间阶段）双酚A迁移量的变化规律，利用超高效液相色谱对食品接触材料双酚

A含量进行检测，对聚碳酸酯水杯中双酚A迁移特性进行研究。

1 材料及试验方法

1.1 仪器与试剂

H-class PDA超高压液相色谱仪（美国Waters公司）；HWS-26恒温水浴锅

（上海一恒科学仪器有限公司）；200μL移液枪（德国brand公司）；水系针式

过滤器（0.22μm，美国Millipore 公司），其他所用玻璃仪器均经过校准。

双酚A标准品含量99.0%（上海安谱试验科技股份有限公司）；甲醇（色谱纯，

德国Merck公司）；试验用水由Millipore纯水仪制备。

1.2 试验方法

1.2.1 超高压液相色谱分析条件

液相色谱柱：UPLC BEH C18 1.7μm 2.1×50mm（美国 Waters公司）；流动相：甲醇 -水（75：25）；流速：0.1mL/min；检测波长：280nm，PDA190 nm～600nm；进样体积：5μL。

1.2.2 标准溶液的配制

1 000 mg/L储备液配制：称取101.0mg双酚A（按双酚A标准品含量99.0%折算），用水溶解后，定容至100mL，配制成浓度1 000mg/L的储备液。

100mg/L工作液配制：取10mL储备液（1 000 mg/L）于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，配制成100mg/L工作液。

工作曲线配制：用移液枪吸取10，50，100μL双酚A标准工作液，并用刻度吸管移取0.5，1.0，5.0，10.0mL双酚A标准工作液于7个10mL容量瓶中，用水定容得到浓度为0.1，0.5，1.0，5.0，10.0，50.0，100.0mg/L的系列标准溶液。1.2.3 湿热老化过程

将聚碳酸酯水杯锯剪成约0.5cm×2cm片状碎片，称取碎片2g于20mL气相色谱用顶空瓶中，按照老化时间不同对顶空瓶进行编号并记录相应顶空瓶中聚碳酸酯碎片质量，加入20mL水，封好密封盖，用恒温水浴锅进行人工加速湿热老化，温

度为100℃，达到老化时间后，取出相应顶空瓶。老化后冷却至室温，取密封瓶

内液体经0.22μm滤膜过滤后供超高压液相色谱检测。

1.2.4 反复多次湿热老化过程

按照人工加速湿热老化试验方法，称取碎片2g于20mL气相色谱用顶空瓶中，每隔16h将顶空瓶取出，放置冷却后，提取液经0.22μm滤膜过滤后供超高压液相

色谱进样分析。弃去剩余提取液，加入20mL水清洗聚碳酸酯材料，弃去清洗液。另加入20mL水盖上密封盖重新再次进行沸水浴湿热老化过程。

2 结果与讨论

2.1 超高压液相色谱的方法的优化

Waters H-class自动进样器支持0.1～10μL准确定量，考虑到小体积进样量误差较大，考查了2，5，10μL不同进样量，试验结果发现：进样量为2μL，0.1mg/L 双酚A峰信号较小；当进样量为10μL时，100mg/L双酚A信号值饱和，线性拟合效果不佳；当进样量为5μL，峰形较好，在0.1～100mg/L范围内，线性良好（见表1）。如图1和图2所示标准品与样品中双酚A超高效液相色谱图，目标

峰与杂质分离，峰形对称，峰面积相对标准偏差小于1%，因此选用5μL进样分析。流动相流速选用0.1mL/min，与GB 31604.10-2016标准相比［9］，减少了溶

剂的使用量，缩短了双酚A的色谱分析时间，提高了检验效率。该方法检出限为0.02mg/L；标准曲线相关系数0.999 98，选取0.5，5，50mg/L浓度的标准溶

液进行测定，重复进样6次后，双酚A浓度的RSD分别为0.65%，0.42%，

0.75%。本试验以峰面积定量，保留时间和PDA紫外-可见光谱图（190～600 nm）定性，双酚A紫外-可见光谱图见图3。

表1 双酚A标准物质校正表（进样量为5μL）浓度 /（mg·L-1） 0.1 0.2 2.0 5.0 10.0 50.0 100.0峰面积 /（μV·S-1） 4 849 9 457 92 865 227 317 454 630 2 299 905 4 546 395

图1 标准品中双酚A色谱图

图2 样品中双酚A色谱图

图3 双酚A-可见光谱图

2.2 湿热老化过程中双酚A迁移总量的变化

本试验模拟聚碳酸酯水杯沸水冲泡使用过程进行人工湿热老化，在100℃水温下

双酚A迁移量的变化数据见表2；变化曲线如图4所示。在湿热老化过程中聚碳

酸酯在高温条件下发生了水解反应，水解产物为双酚A［1］。老化时间延长，双