郑凯

摘 要：该论文基于红外光谱分析技术，通过傅立叶红外光谱仪对市面上常见的劣质油漆和品牌油漆的红外谱图进行测定，通过对两类油漆的红外谱图的比较，以及有害物质分子结构的分析，对常见油漆的有毒成分在红外谱图上进行定性鉴别，为油漆中有害物质的检测提供新的手段。

关键词：油漆 有害物质 傅立叶红外光谱 特征峰

中图分类号：D918 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（c）-0042-02

油漆广泛用于居室装修、家具生产等过程中。劣质油漆中含有大量的可挥发性有机化合物（简称VOC），其中含有的甲醛、苯类化合物以及氨、氡等物质对人体危害极大，不但有致癌作用还对生物体的遗传物质造成一定损害并通过遗传积累下来，对后代产生影响。现阶段室内环境污染严重威胁和危害人体健康，而装修污染是造成室内环境污染的主要来源。

傅里叶红外光谱法能够分析分子结构官能团，常用于物质的定性和定量分析，运用红外光谱法对油漆样品的成分进行分析检测，可以达到快速无损地对样品进行整体检测，根据红外光谱图，结果准确，并且分析精度高[1]。

该论文采用傅立叶变换红外光谱法（FT-IR），绘制劣质油漆与品牌油漆的样品的红外透过率光谱图，通过比较，定性分析油漆樣品主要成分的官能团及特征峰，为油漆中有害物质的检测提供新的手段和方法，提高对油漆新产品的质量监控能力。

1 实验仪器与试剂

主要所用仪器包括北京第二光学仪器厂生产的WQF-510型傅立叶变换红外光谱仪；杭州蓝天化验仪器厂的箱式电阻炉；天津市科器高新技术公司的压片机；试验反应器皿为载玻片；玛瑙研体；劣质三无油漆样品；某品牌家用油漆样品；分析纯溴化钾（纯度为99%）。

2 实验方法

该论文主要采用压片法制备样品的红外光谱，主要由以下几个步骤完成。

（1）将市场上可以买到的劣质三无油漆及某品牌油漆分别均匀涂抹在载波片上放入箱式电阻炉50 ℃环境下风干6 h。

（2）取150 mg溴化钾本底进行研磨，研磨后的粉末放入压片模具中由压片机进行压片工作制成本底透明薄片。

（3）将载玻片上风干的油漆样品刮取1 mg与150 mg溴化钾进行充分均匀混合后，进行研磨，研磨后的粉末放入压片模具中由压片机进行压片制成劣质油漆样品透明薄片。

（4）通过傅里叶红外光谱仪采集各个油漆样品红外透过率谱图。

（5）通过多组样品的测试，取较好的图像进行分析，确定各样品分子结构中存在的官能团差异，进而验证通过红外光谱对其进行定性检测的方法。

3 谱图分析

3.1 劣质油漆样品红外透过率谱图分析

油漆是以聚酯、醇酸为基料，加入各种溶剂、助剂以及颜料等配制而成，其中不合格油漆中含有大量的挥发性有机化合物，如：甲醛、苯系物等，对人体危害极大。苯系物中的TDI（甲苯二异氰酸酯）若超出国家标准的0.5‰，会对人体眼角膜有强烈刺激作用，吸入人体后，会损害人体的肝、肾功能，有致癌作用。

下面是对劣质油漆样品的红外透过率谱图的分析：从图1中可以看到劣质油漆样品在2 929 cm-1、2 359 cm-1、1 734 cm-1、1 417 cm-1、1 263 cm-1、1 099 cm-1、876 cm-1等处出现较强吸收峰，其中2 929 cm-1为—CH3烷烃反对称伸缩振动特征吸收峰，2 359 cm-1和1 734 cm-1分别为甲醛（HCHO）的C=O对称伸缩振动和反对称伸缩振动特征吸收峰，以上两峰证明劣质油漆中含有大量的甲醛。1 610～1 370 cm-1为芳环C=C骨架伸缩振动，其中在1 417 cm-1处呈强吸收，1 300～1 000 cm-1为C—O—C伸缩对称伸缩振动特征吸收峰，并分别在1 263 cm-1，1 099 cm-1处呈现了出2个尖锐的吸收峰；以上两峰证明劣质油漆中含有TDI（甲苯二异氰酸酯），从吸收峰强度看，其含量肯定超过国家规定的0.5‰标准。

3.2 某品牌油漆样品红外透过率谱图分析

图2是某品牌油漆样品的红外透过率谱图，对比图1与图2，从图中可以看出，劣质油漆样品与品牌油漆样品的谱图区别主要体现在2 359 cm-1、1 734 cm-1、1 270～1 100 cm-1、1 016 cm-1处，以上诸峰分别对应于甲醛C=O的对称伸缩振动（2 359 cm-1）和反对称伸缩振动（1 734 cm-1）、C—O（醇，酚，羧酸，酯，酸酐）伸缩振动（1 270 ～1 100 cm-1）、TDI（甲苯二异氰酸酯）的C—O—C对称伸缩（1 016 cm-1）的特征吸收峰。相对于劣质油漆样品的红外光谱图，某品牌油漆样品在2 359 cm-1、1 734 cm-1、1 300～1 000 cm-1等处特征吸收峰明显变弱甚至消失。以下是具体分析。

（1）在（1 417±20） cm-1均有较强吸收峰，芳环C=C伸缩，但某品牌油漆的吸收峰没有劣质油漆吸收峰那么尖锐清晰。说明油漆都含有较多的苯及苯系物，但品牌油漆的含量相对较少。因苯及苯系物等是油漆中不可缺少的溶剂，所以油漆中均可检测出此部分物质的特征吸收峰。

（2）在1 734 cm-1为甲醛的C=O伸缩振动，对比劣质油漆与某品牌油漆，可明显看出，品牌油漆样品的红外光谱在该处特征峰明显减弱很多，说明品牌油漆中的甲醛浓度相对劣质油漆中的甲醛浓度小很多；符合品牌油漆与劣质工业油漆的实际差别。

（3）在1 300 ～1 000 cm-1处为TDI（甲苯二异氰酸酯）的C—O—C伸缩对称伸缩；对比劣质油漆，品牌油漆在此处的特征峰近乎没有，说明品牌油漆没有或几乎没有添加TDI（甲苯二异氰酸酯），符合国家标准。

4 实验结论

图3为采用压片法制备所得的劣质油漆样品和品牌油漆样品的红外透过率光谱图的叠加。从图3可以看出，劣质油漆样品与品牌油漆样品在谱图上的主要区别体现在几个特征吸收峰的强度上，我们将其位置及强度特征列在表1中。

因此劣质油漆与品牌油漆的谱图主要区别在于甲醛的C=O伸缩振动和TDI的C-O-C伸缩对称伸缩，即1 734 cm-1、1 270～1 100 cm-1、1 016 cm-1等波数位置的吸收峰。

该文通过傅立叶红外光谱仪对劣质油漆与品牌油漆样品的成分的红外透过率光谱图进行分析比较，定性地分析了油漆中的有害成分以及两个样品在红外谱图上的差异，验证了通过红外光谱法对油漆成分及优劣进行定性分析方法的可行性。该研究表明该方法可用于油漆优劣的初步检测，相对于其他方法，该方法方便快捷，样品前期处理简单。

参考文献

[1] 翁诗甫.傅里叶变换红外光谱仪[M].1版.北京：化学工业出版社，2005.

[2] 朱淮武.有机分子结构波谱解析[M].1版.北京：化学工业出版社，2005.