甲苯二異氰酸酯(TDI)檢測概述

甲苯二異氰酸酯(Toluene Diisocyanate, TDI)是一種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料、涂料、彈性體、粘合劑等。然而，TDI具有顯著的毒性和刺激性，被歸類為劇毒化學(xué)品和強致敏物。其蒸氣對眼睛、呼吸道粘膜有強烈刺激作用，長期或高濃度接觸可導(dǎo)致哮喘、支氣管炎、肺功能損傷，甚至引發(fā)職業(yè)性哮喘，國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)將其列為2B類可能致癌物。因此，對TDI在生產(chǎn)環(huán)境、工作場所、產(chǎn)品原料、成品殘留（如家具、汽車內(nèi)飾、床墊）以及周邊環(huán)境介質(zhì)（空氣、水）中的含量進行準(zhǔn)確檢測，對于保障職業(yè)健康、消費者安全、產(chǎn)品質(zhì)量控制及環(huán)境保護至關(guān)重要。

主要檢測項目

TDI檢測主要圍繞其濃度水平的測定展開，具體項目包括：

• 工作場所空氣中TDI濃度檢測： 評估作業(yè)人員暴露風(fēng)險（時間加權(quán)平均濃度TWA、短時間接觸容許濃度STEL）。
• 原材料及產(chǎn)品中游離TDI單體含量檢測： 控制聚氨酯預(yù)聚體、涂料、膠粘劑等產(chǎn)品質(zhì)量，確保殘留單體符合安全標(biāo)準(zhǔn)。
• 室內(nèi)/車內(nèi)空氣中TDI濃度檢測： 評估新裝修環(huán)境或含聚氨酯制品環(huán)境對居住者健康的潛在影響。
• 廢水、廢氣排放中TDI濃度檢測： 監(jiān)控環(huán)境污染，確保達標(biāo)排放。
• TDI特定異構(gòu)體比例分析： TDI通常為2,4-TDI和2,6-TDI的混合物，特定應(yīng)用可能要求分析異構(gòu)體比例。

常用檢測儀器

TDI的檢測高度依賴于精密的化學(xué)分析儀器，主要設(shè)備包括：

1. 氣相色譜儀 (Gas Chromatograph, GC): 是分離TDI及其異構(gòu)體的核心技術(shù)。由于TDI沸點高、易分解，常需配備程序升溫功能。
2. 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 (GC-MS): 結(jié)合GC的高分離能力和MS的高選擇性、高靈敏度定性能力，是復(fù)雜基質(zhì)（如空氣、廢氣）中痕量TDI檢測和確認的黃金標(biāo)準(zhǔn)儀器。特別適用于工作場所空氣監(jiān)測和環(huán)境調(diào)查。
3. 高效液相色譜儀 (High Performance Liquid Chromatography, HPLC): 適用于不易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定或需要直接分析衍生化產(chǎn)物的樣品，常在檢測預(yù)聚體或涂料中游離TDI時使用。
4. 紫外-可見分光光度計 (UV-Vis Spectrophotometer): 用于基于衍生化反應(yīng)（如與甲胺反應(yīng)生成有色脲類化合物）的比色法測定，操作相對簡單，成本較低。
5. 傅里葉變換紅外光譜儀 (FTIR): 可用于直接或間接（如使用長光程氣體池）測定空氣中較高濃度的TDI蒸氣，常用于固定污染源排放監(jiān)測或泄露檢測。
6. 采樣設(shè)備：
   
   • 空氣采樣器： 配備吸收管（內(nèi)裝吸收液，如甲苯/乙酸混合液）或吸附管（如涂有1-(2-吡啶基)哌嗪的硅膠管），用于采集空氣樣品。
   • 液體/固體樣品前處理設(shè)備： 如溶劑萃取裝置、超聲波清洗器、離心機、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等。

主要檢測方法

TDI的檢測方法通常涉及采樣、前處理和儀器分析三個關(guān)鍵步驟：

1. 采樣方法：
   • 空氣采樣： 常用吸收液吸收法或吸附管吸附法。需精確控制采樣流量和采樣時間。
   • 液體/固體樣品采樣： 根據(jù)樣品種類（原料、預(yù)聚體、涂料、產(chǎn)品碎片等）按標(biāo)準(zhǔn)方法進行代表性取樣。
2. 前處理方法：
   • 吸收液處理： 采樣后的吸收液通常需轉(zhuǎn)移定容或直接進行衍生化。
   • 吸附管解吸： 常用溶劑（如乙腈、甲醇）解吸吸附管上的TDI，解吸液用于后續(xù)分析。
   • 衍生化： TDI分子中的-NCO基團非?；顫?，易與含活潑氫的化合物（如伯胺、醇）反應(yīng)。為提高檢測靈敏度和穩(wěn)定性（防止水解或聚合），常將TDI轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的衍生物（如脲類或氨基甲酸酯類）再進行儀器分析。常用衍生試劑有甲胺、1-(2-甲氧基苯基)哌嗪、9-(N-甲基氨基甲基)蒽等。
   • 萃?。?/strong> 對于復(fù)雜的固體或粘稠樣品（如預(yù)聚體），常用有機溶劑（如甲苯）進行萃取。
3. 儀器分析方法：
   • GC法： 通常使用毛細管色譜柱（如DB-5MS等弱極性柱），F(xiàn)ID（火焰離子化檢測器）或ECD（電子捕獲檢測器）檢測。需優(yōu)化柱溫箱程序。適用于高含量或經(jīng)衍生化后的樣品。
   • GC-MS法： 是最常用和可靠的方法。采用選擇離子監(jiān)測模式(SIM)，選擇TDI或其衍生物的特征離子進行定量（如TDI常用m/z 174, 132; 衍生化產(chǎn)物有其特定離子），具有極高的選擇性和靈敏度（可達μg/m3甚至ng/m3級）。
   • HPLC法： 常配備紫外檢測器(UV)或熒光檢測器(FLD)。衍生化后的產(chǎn)物通常具有強的紫外吸收或熒光特性。色譜柱常用C18反相柱。
   • 分光光度法： 基于衍生化反應(yīng)生成有色物質(zhì)在特定波長（如550nm附近）測定吸光度。