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纺织品中驱避剂艾草油和氯菊酯含量对驱蚊耐久性影响

2019-07-29王英杰庄园园包海峰李卫东毛志平

纺织检测与标准 2019年3期
关键词:驱蚊艾草菊酯

王英杰,庄园园,包海峰,李卫东,毛志平

(1.上海市质量监督检验技术研究院,上海200040;2.东华大学生态纺织教育部重点试验室,上海201620)

0 引言

近年来,随着功能性纺织品的需求领域逐步增加,驱蚊整理技术已成为纺织技术市场谈论的热门话题。夏季是蚊虫滋生的季节,蚊虫叮咬对人们的生产和生活产生了极大的困扰,蚊虫叮咬后会引发脑炎、登革热、丝虫病等病毒性传染病[1]。为减轻蚊虫产生的危害,研究和开发驱蚊类纺织品成为高校和科研院所关注的课题之一,而对驱避剂的研究又是研究的关键技术所在。防蚊虫纺织品大多是采用杀虫剂或驱蚊剂对织物进行整理,但由于大多杀虫剂生物毒性高、对环境污染严重,因而逐渐被限制或采用驱避剂替代[2]。

艾草油(Wormwood oil)是由天然草本植物艾叶中提取而来,具有的特殊气味可防止蚊虫叮咬,具有生态保健功能,符合生态功能性纺织品的要求。经研究,发现艾草油中主要驱蚊化学成分为1,8-桉树脑、2-莰醇(龙脑)和2-莰酮(樟脑)[3]。目前,对纺织品中上述三种驱蚊成分的分析检测国内外仍处于空白阶段。氯菊酯(permethrin)又名苄氯菊酯,是一种低毒类杀虫剂,广泛应用于农作物和植物的杀虫,其低浓度溶液可用于纺织品做驱蚊整理。冯晓华等[4]利用胺菊酯、氯菊酯与表面活性剂混合制备驱蚊水乳剂,通过对比驱蚊试验,驱蚊效果显著。孙峰等[5]采用有机物内标法和气相色谱仪研究氯菊酯、胺菊酯浓度与内标物浓度的相关性,发现线性关系良好,但未考量测试方案的精密度,不能直接对其进行定量分析。钱微君等[6]通过液质联用仪建立了一种羊毛织物中氯菊酯含量的仪器测试方法,其灵敏度高、精密度好,但存在前处理条件不够优化、回收率低的缺点,且大多数研究只针对纺织品有效成分的定量检测,未给出驱蚊效果评价及驱蚊耐久性的研究。

GB/T 30126—2013《纺织品防蚊性能的检测与评价》(以下简称GB/T 30126)中采用强迫接触与驱避法对防蚊性能进行评价,以击倒率和杀灭率作为评价驱蚊效果的标准,但对驱蚊效果持久性与驱蚊化学有效成分含量的关系并无明确的规定。因此,如何对防驱蚊纺织品的有效成分进行定性定量检测,并将防驱蚊效果的持久性与有效成分的含量建立定量关系,从而建立一种快速、有效的检测方法,保护消费者衣用安全,为质量监管部门提供有效的技术支持,成为亟待解决的问题。本文建立并优化GC-MS法(气相-质谱联用仪法)对艾草油的主要成分和氯菊酯进行定性、定量分析,对自然放置、洗涤及模拟人体穿着的情况下驱蚊纺织品有效成分含量及驱蚊效果进行分析研究。

1 试验

1.1 材料与试剂

标准棉衬布,上海市纺织工业技术监督所;棉织物标准贴衬,上海凌峰化学试剂有限公司。

艾草油,上海地香生物科技有限公司;氯菊酯,Dr.Ehrenstorfer GmbH公司;正己烷,德国默克公司;丙酮,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

气相-质谱联用仪,安捷伦科技有限公司;电子分析天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;超声萃取仪,上海科导超声仪器有限公司;水洗机,上海雅森洗涤设备有限公司;纯水机,成都优普仪器设备有限公司。

1.3 标准溶液配制

1.3.1 艾草油有效成分及氯菊酯标准储备溶液配制

分别称取0.05 g的各标准物质,用正己烷定容至50 mL,并将各标准物质配制成质量浓度约为1 000 mg/L的储备溶液。将标准储备溶液置于棕色瓶中,放入冰箱冷冻室中保存。

1.3.2 混合组分标准工作溶液配制

用正己烷将储备溶液进行梯级稀释,配制成试验所需各浓度,注意标准工作溶液现配现用。

1.3.3 标准曲线绘制

分别移取1mL质量浓度为5、10、20、30、50 mg/L的2-莰酮、2-莰醇、1,8-桉树脑和氯菊酯标准溶液于进样瓶中,以质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标作标准曲线。

1.4 气相色谱-质谱条件

毛细管柱:DB-5MS,氮气作为流动相,进样口温度240℃,进样量1 μL,不分流进样,程序升温,起始温度45℃,维持1 min,以5 K/min升温至170℃,维持3 min,再以10 K/min升温至240℃,保持5 min。

EI:70 eV,离子源温度250℃,接口温度270℃,30~320 amu扫描。

1.5 加标试验

准确称取1.00 g(精确至0.001 g)的空白纺织品样品,剪碎(0.5 cm×0.5 cm以下)后置于玻璃容器内,先加入1 mL质量浓度为100 mg/L的待测组分的标准工作液备用,再加入10 mL正己烷在35℃条件下超声萃取10 min,取出冷却至室温,取1 mL过滤,上机测试。

1.6 方法回收率和精密度

称取加标样品6份,按照1.5的步骤进行前处理并在1.4条件下进行气相色谱-质谱测定,计算加标回收率及其相对标准偏差。

1.7 耐水洗试验

按照GB/T 8629—2017《纺织品试验用家庭洗涤及干燥程序》模拟家庭洗涤过程,在标准洗衣粉质量浓度为5 g/L、温度为25℃、洗涤时间30 min的条件下进行。

1.8 模拟人体穿着(酸性汗液)试验

在模拟人体穿着试验时所用酸性汗液的配方组成为:氯化钠质量分数为0.5%、乳酸质量分数为0.1%、尿素的质量分数为0.1%,用磷酸调节溶液的pH至5.5,并在无风的37℃烘箱中放置1~14 d。

1.9 驱蚊试验

按照GB/T 30126—2013《纺织品防蚊性能的检测和评价》标准方法,选择4名攻击率合格的试验人员(男、女平均),采用标准模板在每个人的前臂内侧画出四个圆形,并用待测样和空白样覆盖四个圆形,然后用模板覆盖试样,在试样上画出四个圆形轮廓,再将驱避测试器放在样布上,用2个弹性橡胶条将驱避测试器紧紧固定在前臂内侧上,最后在测试器中放进攻击力合格的白纹伊蚊30只,将拉板全部拉出使4个孔完全暴露,计数2 min时待测试样和对照样表面停落的蚊虫数。每位试验人员测试1次,计算出驱避率。

2 结果与分析

2.1 艾草油有效成分及氯菊酯的出峰情况

艾草油有效成分及氯菊酯在质量浓度均为1 000 mg/L的条件下出峰时间并不相同,详见图1~4。

图1 1,8-桉树脑在1 000 mg/L条件下出峰情况

图2 2-莰酮在1 000 mg/L条件下出峰情况

图3 2-莰醇在1 000 mg/L条件下出峰情况

图4 氯菊酯在1 000 mg/L条件下出峰情况

由图1~4可以看出,1,8-桉树脑、2-莰酮、2-莰醇和氯菊酯在质量浓度为1 000 mg/mL的条件下出峰时间分别为 9.7、13.1、13.8和 41.15 min,且在此质量浓度下出峰稳定性好,峰形较好。

2.2 样品驱避率与含量对照试验

对加标后的艾草油和氯菊酯的质量浓度进行测试,结果稍有差异,详见表1和表2。

表1 艾草油加标质量浓度及实测值

表2 氯菊酯加标质量浓度及实测值

由图5可以看出,在标样中加入艾草油或氯菊酯,当其质量浓度为0~100 mg/L时,对应纺织品对蚊虫的驱避率<20%,驱避效果较差,且无明显变化,说明对蚊虫的驱避率较低;当艾草油或氯菊酯的质量浓度达到500 mg/L时,驱避效果突增,且随着质量浓度的升高,驱避效果不断增强,当艾草油质量浓度达到5 000 mg/L时,驱避率可达80%。

图5 标准品不同质量浓度下对应的驱避率

2.3 自然放置试验

自然放置对织物中各驱蚊成分残余率的影响见图6。

图6 自然放置对织物中各驱蚊成分残余率的影响

由图6可以看出:在自然放置0~7 d内,驱蚊成分1,8-桉树脑、2-莰醇和2-莰酮的损失率随着时间的延长逐渐增大;放置9 d后,三者的损失幅度变小,且逐渐趋于稳定,但其残余率均<10%,可能是由于1,8-桉树脑、2-莰醇和2-莰酮的挥发性较强,与织物结合率低,化学性质不够稳定。氯菊酯由于沸点高、挥发性差,性质相对稳定,在自然条件下放置,损失量较少,最终残余率仍≥90%。

2.4 模拟人体穿着试验

模拟人体穿着对织物中各驱蚊成分残余率的影响见图7。

图7 模拟人体穿着对织物中各驱蚊成分残余率的影响

由图7可以看出:在模拟人体穿着0~7 d内,随着时间的延长,驱蚊成分1,8-桉树脑、2-莰醇和2-莰酮的损失率增加;14 d后三者的残余率均≤10%,可能原因是1,8-桉树脑、2-莰醇和2-莰酮的挥发性较强,与织物结合率低,化学性质不够稳定。而氯菊酯沸点高、挥发性差,相对稳定,虽比在自然放置条件下损失量高,但模拟人体穿着14 d后的成分残余率仍≥75%。

2.5 水洗试验

水洗次数对织物中各驱蚊成分残余率的影响见图8。

图8 水洗次数对织物中各驱蚊成分残余率的影响

由图8可以看出:对加标样品进行洗涤,艾草油的三种有效成分在洗涤10次后损失严重,氯菊酯在洗涤3次后损失较多;经20次洗涤后,艾草油的三种有效成分残余率均<10%,可能原因是驱蚊成分1,8-桉树脑、2-莰醇和2-莰酮部分溶解于水,而氯菊酯因其沸点高、挥发性差等特点,在经20次洗涤后残余率仍≥50%。

3 结论

采用气质联用法对艾草油成分及氯菊酯进行定性、定量分析研究,发现艾草油中1,8-桉树脑、2-莰醇和2-莰酮三种主要成分的质量浓度达到500 mg/L时,驱避效果>50%,随着质量浓度的继续增加,驱避率不断升高,且艾草驱避效果优于氯菊酯。艾草油混标三种成分在自然放置、模拟人体穿着和水洗情况下的含量损失较大,损失率达到90%~95%,而氯菊酯在上述情况下损失率相对较小,损失率仅为10%~40%,说明艾草油整理的防/驱蚊纺织品的驱蚊稳定性低于氯菊酯整理的纺织品的驱蚊稳定性。

广东西樵镇发布卫生用品团体标准

2019年6月5日,西樵产业环境推介及西樵卫生用品团体标准发布会在上海召开。西樵镇镇长杨明作了西樵镇的医卫用非织造产业发展及投资环境推介。

发布会上还发布了《集体商标使用管理规范》团体标准。据西樵卫生用品行业协会会长杜强介绍,该团体标准是为响应佛山市南海区“定标准、提品质、创品牌”号召,提升西樵卫生用品行业的质量和服务水平,由该协会倡议,有12家企业自愿加入并遵守集体商标使用管理,积极参与和推动地区产业发展。据介绍,此项团体标准的制订,有效地引导和规范企业使用西樵卫生用品行业协会注册的集体商标,不但能够提高该集体商标的知名度,而且还能够提升该行业产品的质量水平和企业的管理水平,促进该行业抱团发展,进一步擦亮“西樵卫生用品”金字招牌。

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