生物基材料与降解塑料中总氟含量测定试验方法

ICS83.080.01

CCSG31

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

生物基材料与降解塑料中总氟含量

测定方法

Determinationoftotalfluorinecontentinbiobasedmaterialsand

biodegradableplastics

征求意见稿

（本稿完成日期：2023年5月）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/TXXXXX—XXXX

生物基材料与降解塑料中总氟含量测定方法

1范围

本文件规定了高温水解-离子色谱法测定生物基材料与降解塑料中总氟含量的测试原理、试剂和试

验材料、仪器设备、测试方法、结果计算和试验报告等。

本文件适用于测定氟含量≥5mg/kg的塑料或塑料制品。本方法检出限为0.01mg/l。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T34672-2016化学试剂离子色谱法通则

-----3-2-2-

HJ84水质无机阴离子（F、Cl、NO2、Br、NO3、PO4、SO3、SO4）的测定离子色谱法

DIN51723:2002固体燃料测试氟含量的测定（Testingofsolidfuels–Determinationof

fluorinecontent）

3原理

生物基材料与降解塑料及其制品在水蒸气和氧气混合物中经过高温水解，其中所包含的全部氟转化

为氟化物定量溶于水中，以离子色谱法测定样品溶液中氟离子浓度，计算塑料及其制品中氟含量。

4试剂及仪器

测试过程只能使用符合要求的分析纯试剂、蒸馏水或去离子水。

4.1水，按GB/T6682要求，符合二级以上。

4.2氧气，纯度99.5%以上。

4.3助燃剂（可选），如：无氟光谱煤。

4.4磷酸铁(III)（可选），粒状。

4.5石英砂，粒度0.5mm～1.0mm。

4.6氟标准溶液，选择适当的标准溶液，如：1.00μg/g。或制备氟标准储备溶液：100mg/l，称取预先

在120℃干燥3h的优级纯氟化钠0.2210g置于烧杯中加水溶解，用水清洗并入1000ml容量瓶并稀释至刻度，

摇匀后贮存在干净的聚乙烯塑料瓶中备用。

4.7氟标准工作溶液：用氟标准溶液分别配制0.002mg/l，0.005mg/l，0.010mg/l，0.020mg/l，0.050mg/l，

0.100mg/l，0.200mg/l的标准工作溶液，贮存在不含氟的塑料瓶中备用。

4.8氢氧化钠溶液（可选），浓度：2mol/L。

注：当待测样品主要成分未知可能导致样品溶液中产生较高浓度酸性物质，且对结果干扰较大时，需要考虑使用氢

氧化钠溶液调节样品溶液酸碱度。

1

GB/TXXXXX—XXXX

4.9甲基橙指示剂（可选，当使用氢氧化钠溶液调节样品溶液酸碱度时），配制0.1%的甲基橙。称1.000

克甲基橙容于1000毫升蒸馏水中，摇均。

4.10石英舟，长度：70mm～90mm，耐温1300℃以上。

4.11单标线容量瓶，100ml，250ml，1000ml。

4.12移液枪或单标线移液管，1ml，2ml，5ml，10ml。

5设备

5.1典型的高温水解装置（图1）

图中：

1、样品溶液容量瓶；2、冷凝管；3、管式电阻炉；4、石英管；5、氧气流量计；6、石英舟；7、

蒸馏水或去离子水；8、推样杆；9、控温电炉；10、氧气钢瓶。

图1高温水解装置

5.1.1管式电阻炉

具有温控功能，最高可升温至1300℃并可在1100℃～1250℃区间控制恒温，恒温区长度大于110mm。

石英管具有气密性且与电阻炉配合紧密，确保测试过程中接口无气体渗漏，管体无受热不均。

5.1.2氧气流量计

玻璃管浮子流量计，量程为1.0L/min～1.5L/min。

5.1.3控温电炉或其他具有类似功能装置

具有温度调节功能，根据蒸馏水或去离子水沸腾情况调节升温功率。用于调节水气发生速率。

5.2离子色谱仪

符合GB/T34672规定的用于化学试剂测定的离子色谱仪、配套操作软件，及相应的分析系统。

5.2.1色谱柱

阴离子色谱柱，符合GB/T34672规定的用于化学试剂测定阴离子色谱柱。要求氟离子峰与其他离子

峰分离度不低于1.5。

5.2.2阴离子抑制器。

5.2.3电导检测器

2

GB/TXXXXX—XXXX

由离子浓度、淌度（电迁移率）、电荷绝对值大小连续检测洗出液的电导值。

5.3抽气过滤装置

真空压力≥80kpa真空泵，并配有孔径≤0.45μm和孔径≤0.22μm醋酸纤维或聚乙烯滤膜。

5.4实验室常用仪器和设备。

5.5分析天平

称量精度为0.1mg。

6测试方法

6.1制样

6.1.1样品预处理

生物基材料与降解塑料及其制品在进行测试前，需要根据形态、表观密度等特征进行必要预处理以

适应石英舟尺寸，再经高温水解制备样品溶液，进离子色谱仪测定氟含量。

根据不同塑料材料或塑料制品的形态、表观密度等特征推荐制备成相应形式，如表1所示

表1不同形态样品的制备方式

样品形态制备方式

颗粒、粉末、液态原形态不变

膜、片、板等剪碎至≤2mm宽、≤20mm长的条状

高弹态、胶状、蜡剪碎至≤5mm边长的立方体

织物、纤维等剪碎至≤5mm宽、≤20mm长

其他不规则形状剪碎至≤5mm边长的样块

6.1.2样品量

待测取样量应尽量避免由于取样量过少而导致增大测量偏差，同时要适应石英舟容积，即放入样品

并盖表层石英砂的高度不宜超过石英舟上沿，样品不应溢出舟外。

根据样品的形态和表观密度确定取样量。一般情况下，膜袋、泡沫、纤维织物等样品称取0.1g，其

他样品称取0.5g，精准至0.1mg。

6.2高温水解

6.2.1仪器准备

开启管式电阻炉，设置燃烧区的温度为（1100±25）℃，至少保持30min。向蒸馏水烧瓶内注入300ml

蒸馏水或去离子水，开启控温电炉至水沸（或相同功能装置），水蒸气入口尽量靠近管式电阻炉体，以

防止燃烧气体在该区域中冷凝。接通管路，并保持气密性。冷凝管内接通冷却水，并将入口与高温石英

管出口接通。开启氧气阀，调节氧气流量计至1.0L/min。用推样杆胶塞塞紧石英管进样口。

烧瓶内的蒸馏水或去离子水沸腾后，将控温电炉功率调低至水微沸，调节氧气流量计至0.4L/min～

1.0L/min，以水蒸气入口无积水为准。在冷凝管末端放置一小烧杯，收集空烧时产生的溶液。石英舟底

层铺垫石英砂，缓慢送入高温石英管的低温区，塞紧推样杆胶塞，分三步缓慢推至燃烧区，每步间隔三

分钟以上。石英舟推至燃烧区后撤回推样杆，继续运行15min。

6.2.2从高温管中缓慢取出铺垫有石英砂的石英舟，放置托盘上冷却至室温。称取按6.1处理后样品，

精准至0.1mg，再与约0.5g石英砂一同放置在冷却的石英舟中，此时根据样品能否被充分燃烧（烧后无

明显残余物），选择性加入0.1g至0.2g无氟的光谱煤（4.3），混合均匀，再用约0.5g石英砂覆盖在表面。

再根据测试过程中是否发生爆燃，选择性在表面覆盖约0.2g磷酸铁（III）（4.4）。将约50ml的水（4.1）

3

GB/TXXXXX—XXXX

装入洁净的250ml容量瓶，用滴管滴约10ml氢氧化钠溶液（4.8）使吸收溶液的pH值保持中性，再滴两滴

甲基橙作为指示剂。撤掉冷凝管末端的小烧杯，将容量瓶（4.11）放置冷凝管末端。

注：一般情况下，生物基材料和降解塑料的组分中不含有燃烧不充分材料，燃烧后的石英舟中无明显残余物，因此

一般不需要使用光谱煤（4.3）、磷酸铁（III）（4.4）和氢氧化钠溶液（4.8）等试剂。

6.2.3将盛有样品的石英舟插入高温石英管，并迅速塞紧带推样杆的胶塞，再将石英舟缓慢推进低温区

静置2min，观察水蒸气入口、氧气流量计、管式电阻炉示温和冷凝管末端滴液等是否保持持续稳定状态。

约0.5cm/s的速度平稳推进推样杆，至石英舟前缘接近高温电阻炉体,静置5min。再以约0.5cm/s的速度

平稳推进至石英舟整体刚好进入高温电阻炉体内撤回推样杆，静置5min。再以约0.5cm/s的速度平稳推

进至高温区撤回推样杆或与推样杆分离，恒温燃烧30min。此过程中，观察蒸发速度并适当调节控温电

炉功率，使接收溶液量达容量瓶1/4～1/3高度。

6.2.4缓慢退出石英舟至低温区静置2min，打开胶塞用镊子夹出石英舟置于洁净托盘，同时塞紧胶塞。

将容量瓶从冷凝管末端撤出，换置小烧杯。将冷却至室温的石英舟及石英砂用水冲洗，流入塑料烧杯中

再将清洗液倒入样品溶液容量瓶。用水定容至标线。

6.3氟含量测定

根据离子色谱仪使用说明及色谱柱特性，设置合理的工作参数，确定操作流程。准确配置相应浓度

的淋洗液，经孔径≤0.22μm的微孔滤膜过滤备用。

6.3.1色谱仪稳定

按仪器说明及色谱柱参数，管路导入淋洗液开机稳定工作30min以上。在分析软件中检查曲线是否

平稳。

6.3.2标准曲线绘制

分别将配制好的0.002mg/l，0.005mg/l，0.010mg/l，0.020mg/l，0.050mg/l，0.100mg/l，0.200mg/l

的氟标准溶液，以注射器或自动进样器依次注入离子色谱仪，并由软件记录保留时间、峰面积（或峰高）

等。再由软件自动生成或手动计算绘制，以氟离子质量浓度为横坐标，峰面积（或峰高）为纵坐标，绘

制标准曲线。

6.3.3样品测定

用注射器或自动进样器将容量瓶中的样品溶液经孔径≤0.22μm的微孔滤膜过滤后，注入离子色谱

仪中，按6.3.2相同的条件记录保留时间、峰面积（或峰高）等。

7结果计算

按照色谱仪软件使用说明生成测试结果或绘制标准曲线拟合计算可以分别获得测试结果。

7.1色谱仪软件生成测试结果

按照软件使用说明，将标准溶液以浓度梯度上升（或下降）的顺序分别导入对应的保留时间、峰面

积（或峰高）、修正系数等参数，得到标准曲线。查阅线性回归方程和相关系数，判断该曲线符合要求，

作为标准曲线。

将样品溶液的测试数据导入结果计算程序，选择基于标准曲线计算获得样品溶液的离子浓度。样品

的氟含量按式（1）计算：

（푐−푐0)×푉푠

w=………………（1）

푚

式中：

w——样品中氟含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；

c——样品溶液的离子浓度，单位为毫克每升（mg/l）；

4

GB/TXXXXX—XXXX

c0——空白溶液的离子浓度，若软件已经自动扣除空白则此项为零，单位为毫克每升（mg/l）；

VS——样品溶液定容量250ml，单位为毫升（ml）；

m——样品质量，单位为克（g）。

7.2标准曲线绘制法测试结果

按6.3.2规定的标准溶液，在结果曲线中找到对应保留时间的峰面积（或峰高），以氟离子质量浓度

为横坐标，峰面积（或峰高）为纵坐标，绘制标准曲线，并计算线性回归方程和相关系数。以相同条件

测定样品溶液，在结果曲线中查找对应保留时间的峰面积（或峰高），样品的氟含量按式（2）计算：

（푐−푐0−푎)×푉푠

w=……………（2）

푏×푚

式中：

w——样品中氟含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；

c——样品溶液的离子浓度，单位为毫克每升（mg/l）；

c0——空白溶液的离子浓度，若软件已经自动扣除空白则此项为零，单位为毫克每升（mg/l）；

a——线性回归方程的截距；

VS——样品溶液定容量250ml，单位为毫升（ml）；

b——线性回归方程的斜率；

m——样品质量，单位为克（g）。

7.3结果表示

测试结果保留一位小数。

8方法的精密度

同一样品溶液连续十次进样，结果相对标准偏差为2.1%，测试结果见表2。

表2样品溶液连续十次进样测试结果

序号保留时间，min峰面积浓度mg/l

14.4341.068323453

24.5611.052318784

34.4871.037314089

44.5401.079326775

54.5751.085328807

64.5401.092330795

74.5201.097332298

84.5231.097332330

94.5041.108335701

104.4831.081327462

9结果有效性评价

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GB/TXXXXX—XXXX

9.1空白试验

每批次（≤20个）样品应至少做2个空白试验，空白试验结果应低于方法检出限。否则应查明原因，

重新分析直至合格后才能测定样品。

9.2相关性试验

标准曲线的线性相关系数应≥0.995，否则重新绘制标准曲线。

9.3期间核查

仪器设备应定期（如：一年）进行一次期间核查，或每批次（≤100个）样品，对标准曲线中间点

浓度进行期间核查，结果与标准曲线中间点浓度的相对偏差应≤10%，否则，重新绘制标准曲线。

9.4精密度控制

每批次（≤20个）样品，至少测定10%的平行双样，样品数量少于10个时，至少测定一个平行双样。

平行双样的测定结果相对偏差应≤30%。

9.5准确度控制

使用标准氟含量溶液或已知氟含量样品对测试样品加标回收，回收率应在80%～120%之间。

10试验报告

试验结果报告至少包括以下信息：

a)本文件编号；

b)样品描述；

c)试验环境控制，状态调节；

d)标准曲线信息；

e)测试结果和计算结果；

f)试验时间；

g)测试期间异常信息。

6

GB/TXXXXX—XXXX

参考文献

[1]GB/T4633-2014煤中氟的测定方法

[2]GB/T5009.18-2003食品中氟的测定

[3]GB/T22104-2008土壤质量氟化物的测定离子选择电极法

--2---3-2-2-

[4]HJ84-2016水质无机阴离子（F、Cl、NO、Br、NO3、PO4、SO3、SO4）的测定离子色谱

法

[5]SN/T4762-2017煤中氟和氯含量的测定离子色谱法

[6]ISO10304-1:2007Waterquality—Determinationofdissolvedanionsbyliquidchromatographyofions

—Part1:Determinationofbromide,chloride,fluoride,nitrate,nitrite,phosphateandsulfate

[7]ASTMD6400-22StandardSpecificationforLabelingofPlasticsDesignedtobeAerobicallyCompostedin

MunicipalorIndustrialFacilities

[8]BSEN14582:2016specifiesacombustionmethodforthedeterminationofhalogenandsulfurcontentsin

materialsbycombustioninaclosedsystemcontainingoxygen(calorimetricbomb),andthesubsequent

analysisofthecombustionproductusingdifferentanalyticaltechniques.

[8]EN13432:2000Packaging-Requirementsforpackagingrecoverablethroughcompostingand

biodegradation-Testschemeandevaluationcriteriaforthefinalacceptanceofpackaging

_________________________________

7

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本文件根据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件参考DIN51723:2002,采用高温水解法将生物基材料与降解塑料中的氟元素吸收到水中形成

样品溶液的方法。再参照GB/T34672-2017通过离子色谱法测定溶液中氟含量，本文件中对离子色谱的最

终确定进行了描述。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会（TC380）提出并归口。

本文件起草单位：。。。。。。

本文件主要起草人：。。。。

I

GB/TXXXXX—XXXX

生物基材料与降解塑料中总氟含量测定方法

1范围

本文件规定了高温水解-离子色谱法测定生物基材料与降解塑料中总氟含量的测试原理、试剂和试

验材料、仪器设备、测试方法、结果计算和试验报告等。

本文件适用于测定氟含量≥5mg/kg的塑料或塑料制品。本方法检出限为0.01mg/l。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T34672-2016化学试剂离子色谱法通则

-----3-2-2-

HJ84水质无机阴离子（F、Cl、NO2、Br、NO3、PO4、SO3、SO4）的测定离子色谱法

DIN51723:2002固体燃料测试氟含量的测定（Testingofsolidfuels–Determinationof

fluorinecontent）

3原理

生物基材料与降解塑料及其制品在水蒸气和氧气混合物中经过高温水解，其中所包含的全部氟转化

为氟化物定量溶于水中，以离子色谱法测定样品溶液中氟离子浓度，计算塑料及其制品中氟含量。

4试剂及仪器

测试过程只能使用符合要求的分析纯试剂、蒸馏水或去离子水。

4.1水，按GB/T6682要求，符合二级以上。

4.2氧气，纯度99.5%以上。

4.3助燃剂（可选），如：无氟光谱煤。

4.4磷酸铁(III)（可选），粒状。

4.5石英砂，粒度0.5mm～1.0mm。

4.6氟标准溶液，选择适当的标准溶液，如：1.00μg/g。或制备氟标准储备溶液：100mg/l，称取预先

在120℃干燥3h的优级纯氟化钠0.2210g置于烧杯中加水溶解，用水清洗并入1000ml容量瓶并稀释至刻度，

摇匀后贮存在干净的聚乙烯塑料瓶中备用。

4.7氟标准工作溶液：用氟标准溶液分别配制0.002mg/l，0.005mg/l，0.010mg/l，0.020mg/l，0.050mg/l，

0.100mg/l，0.200mg/l的标准工作溶液，贮存在不含氟的塑料瓶中备用。

4.8氢氧化钠溶液（可选），浓度：2mol/L。

注：当待测样品主要成分未知可能导致样品溶液中产生较高浓度酸性物质，且对结果干扰较大时，需要考虑使用氢

氧化钠溶液调节样品溶液酸碱度。

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4.9甲基橙指示剂（可选，当使用氢氧化钠溶液调节样品溶液酸碱度时），配制0.1%的甲基橙。称1.000

克甲基橙容于1000毫升蒸馏水中，摇均。

4.10石英舟，长度：70mm～90mm，耐温1300℃以上。

4.11单标线容量瓶，100ml，250ml，1000ml。

4.12移液枪或单标线移液管，1ml，2ml，5ml，10ml。

5设备

5.1典型的高温水解装置（图1）

图中：

1、样品溶液容量瓶；2、冷凝管；3、管式电阻炉；4、石英管；5、氧气流量计；6、石英舟；7、

蒸馏水或去离子水；8、推样杆；9、控温电炉；10、氧气钢瓶。

图1高温水解装置

5.1.1管式电阻炉

具有温控功能，最高可升温至1300℃并可在1100℃～1250℃区间控制恒温，恒温区长度大于110mm。

石英管具有气密性且与电阻炉配合紧密，确保测试过程中接口无气体渗漏，管体无受热不均。

5.1.2氧气流量计

玻璃管浮子流量计，量程为1.0L/min～1.5L/min。

5.1.3控温电炉或其他具有类似功能装置

具有温度调节功能，根据蒸馏水或去离子水沸腾情况调节升温功率。用于调节水气发生速率。

5.2离子色谱仪

符合GB/T34672规定的用于化学试剂测定的离子色谱仪、配套操作软件，及相应的分析系统。

5.2.1色谱柱

阴离子色谱柱，符合GB/T34672规定的用于化学试剂测定阴离子色谱柱。要求氟离子峰与其他离子

峰分离度不低于1.5。

5.2.2阴离子抑制器。

5.2.3电导检测器

2

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由离子浓度、淌度（电迁移率）、电荷绝对值大小连续检测洗出液的电导值。

5.3抽气过滤装置

真空压力≥80kpa真空泵，并配有孔径≤0.45μm和孔径≤0.22μm醋酸纤维或聚乙烯滤膜。

5.4实验室常用仪器和设备。

5.5分析天平

称量精度为0.1mg。

6测试方法

6.1制样

6.1.1样品预处理

生物基材料与降解塑料及其制品在进行测试前，需要根据形态、表观密度等特征进行必要预处理以

适应石英舟尺寸，再经高温水解制备样品溶液，进离子色谱仪测定氟含量。

根据不同塑料材料或塑料制品的形态、表观密度等特征推荐制备成相应形式，如表1所示

表1不同形态样品的制备方式

样品形态制备方式

颗粒、粉末、液态原形态不变

膜、片、板等剪碎至≤2mm宽、≤20mm长的条状

高弹态、胶状、蜡剪碎至≤5mm边长的立方体

织物、纤维等剪碎至≤5mm宽、≤20mm长

其他不规则形状剪碎至≤5mm边长的样块

6.1.2样品量

待测取样量应尽量避免由于取样量过少而导致增大测量偏差，同时要适应石英舟容积，即放入样品

并盖表层石英砂的高度不宜超过石英舟上沿，样品不应溢出舟外。

根据样品的形态和表观密度确定取样量。一般情况下，膜袋、泡沫、纤维织物等样品称取0.1g，其

他样品称取0.5g，精准至0.1mg。

6.2高温水解

6.2.1仪器准备

开启管式电阻炉，设置燃烧区的温度为（1100±25）℃，至少保持30min。向蒸馏水烧瓶内注入300ml

蒸馏水或去离子水，开启控温电炉至水沸（或相同功能装置），水蒸气入口尽量靠近管式电阻炉体，以

防止燃烧气体在该区域中冷凝。接通管路，并保持气密性。冷凝管内接通冷却水，并将入口与高温石英

管出口接通。开启氧气阀，调节氧气流量计至1.0L/min。用推样杆胶塞塞紧石英管进样口。

烧瓶内的蒸馏水或去离子水沸腾后，将控温电炉功率调低至水微沸，调节氧气流量计至0.4L/min～

1.0L/min，以水蒸气入口无积水为准。在冷凝管末端放置一小烧杯，收集空烧时产生的溶液。石英舟底

层铺垫石英砂，缓慢送入高温石英管的低温区，塞紧推样杆胶塞，分三步缓慢推至燃烧区，每步间隔三

分钟以上。石英舟推至燃烧区后撤回推样杆，继续运行15min。

6.2.2从高温管中缓慢取出铺垫有石英砂的石英舟，放置托盘上冷却至室温。称取按6.1处理后样品，

精准至0.1mg，再与约0.5g石英砂一同放置在冷却的石英舟中，此时根据样品能否被充分燃烧（烧后无

明显残余物），选择性加入0.1g至0.2g无氟的光谱煤（4.3），混合均匀，再用约0.5g石英砂覆盖在表面。

再根据测试过程中是否发生爆燃，选择性在表面覆盖约0.2g磷酸铁（III）（4.4）。将约50ml的水（4.1）

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