專利名稱：一種硫化橡膠檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫化橡膠檢測(cè)方法，特別涉及一種紅外硫化橡膠檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，橡膠產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，成為工 業(yè)重要的原材料來(lái)源。由于硫化橡膠在不變黏、耐磨性、抗拉強(qiáng)度、定伸強(qiáng) 度、伸長(zhǎng)率、彈性、硬度等方面有著優(yōu)良的性能，所以大多數(shù)橡膠制品都采 用硫化橡膠。
現(xiàn)行檢測(cè)硫化橡膠的主要方法是FT-IR ATR (衰減全反射法)及 GB/T-7764-2001中所描述的熱裂解液體測(cè)試法。由于橡膠制品中一般都會(huì)含 有大量填料，填料一般為碳酸鈣、滑石粉、高嶺土等成分并且會(huì)產(chǎn)生紅外吸 收。FT-IRATR(衰減全反射法)由于填料的吸收峰強(qiáng)而掩蓋了有機(jī)組分的吸收 峰，會(huì)造成結(jié)果的誤判。而GB/T-7764-2001中所描述的方法，雖然能夠除 去填料的影響，但不能完全除去水的吸收峰的影響，也會(huì)造成結(jié)果的誤判， 并且會(huì)用到大量的分析純有機(jī)溶劑，產(chǎn)生的廢液會(huì)造成環(huán)境的污染和資源的 浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有檢測(cè)硫化橡膠技術(shù)中填料及水分對(duì)紅外檢 測(cè)結(jié)果的影響。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 一種硫化橡膠檢測(cè)方法，包括如下步驟(1) 制樣將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的橡膠樣品制成樣品顆粒，放入裂解管中， 通入保護(hù)氣后，掃描背景；所述保護(hù)氣為紅外非活性氣體；
(2) 裂解在保護(hù)氣的存在下，將裂解管中的顆粒加熱裂解，裂解產(chǎn) 生的氣體通過(guò)導(dǎo)管導(dǎo)入氣體池；
(3) 測(cè)量當(dāng)裂解氣充滿氣體池后，進(jìn)行紅外掃描測(cè)量。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的硫化橡膠檢測(cè)方法具有測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確
高、干擾小、檢測(cè)時(shí)間短、環(huán)保的特點(diǎn)。


圖l熱裂解設(shè)備及氣體收集、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖。
圖2實(shí)施例1的樣品的紅外光譜圖。
圖3實(shí)施例1的丁苯橡膠的標(biāo)準(zhǔn)圖譜。
圖4實(shí)施例2的樣品的紅外光譜圖。
圖5實(shí)施例2的聚氨酯橡膠的標(biāo)準(zhǔn)圖譜。
圖6實(shí)施例3的樣品的紅外光譜圖。
圖7實(shí)施例3的氯丁橡膠的標(biāo)準(zhǔn)圖譜。
圖8對(duì)比例1中用FT-IRATR方法得到的樣品圖譜。
圖9對(duì)比例1中CaC03的標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖。
圖IO對(duì)比例2中用GB/T-7764-2001的方法測(cè)試液體得到的紅外圖譜。 圖11實(shí)施例4中第一次測(cè)試得到的紅外圖譜。 圖12實(shí)施例4中第二次測(cè)試得到的紅外圖譜。 圖13實(shí)施例4中第三次測(cè)試得到的紅外圖譜。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的檢測(cè)原理是實(shí)驗(yàn)證明，橡膠在一定的溫度下裂解產(chǎn)生的氣體 與硫化橡膠裂解前的分子結(jié)構(gòu)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。通過(guò)測(cè)定橡膠裂解產(chǎn)生 的氣體的紅外光譜圖，可以用來(lái)準(zhǔn)確鑒別各類橡膠。而且由于本發(fā)明的裂解溫度低于700°C，而填料的熱分解溫度都在70(TC以上，所以本方法中填料不 會(huì)對(duì)裂解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生干擾，從而不會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
一種硫化橡膠檢測(cè)方法，包括如下步驟
(1) 制樣將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的橡膠樣品制成樣品顆粒，放入裂解管中， 通入保護(hù)氣后，掃描背景；所述保護(hù)氣為紅外非活性氣體；
(2) 裂解在保護(hù)氣的存在下，將裂解管中的顆粒加熱裂解，裂解產(chǎn) 生的氣體通過(guò)導(dǎo)管導(dǎo)入氣體池；
(3) 測(cè)量當(dāng)裂解氣充滿氣體池后，進(jìn)行紅外掃描測(cè)量。 所述的預(yù)處理是指按GB/T3516來(lái)進(jìn)行預(yù)處理，即將采集到的橡膠樣
品用丙酮或者三氯甲垸進(jìn)行抽提，抽提后的樣品在100士2X:恒溫干燥箱中干 燥至溶劑揮發(fā)干凈，制成凈樣。
將凈樣機(jī)械剪切成lmmS左右大小的樣品顆粒，將2-10g的剪好的樣品 顆粒放入裂解管中，裂解管置于熱裂解設(shè)備的側(cè)面開(kāi)口處，這樣便于裂解管 可以平行的放入及裂解產(chǎn)生的氣體更加容易的到達(dá)氣體池中。
用橡皮塞塞緊裂解管管口，裂解管管口處連接兩個(gè)玻璃導(dǎo)管， 一個(gè)為進(jìn) 氣口，連接保護(hù)氣瓶。 一個(gè)為出氣口，經(jīng)過(guò)導(dǎo)管與紅外氣體池相連。打開(kāi)保 護(hù)氣閥門(mén)，通入保護(hù)氣，吹掃裂解管10~20分鐘確保保護(hù)氣完全充滿整個(gè)實(shí) 驗(yàn)裝置后，關(guān)閉保護(hù)氣閥門(mén)。此時(shí)采集背景的紅外光譜，作為背底。
打開(kāi)保護(hù)氣閥門(mén)，開(kāi)始加熱直至溫度達(dá)到裂解溫度，恒溫保持10-20min， 讓裂解氣充滿整個(gè)氣體池，進(jìn)行紅外掃描。
將紅外掃描的圖譜進(jìn)行解譜或者標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照來(lái)確定檢測(cè)結(jié)果。
所述標(biāo)準(zhǔn)譜圖是指采用本發(fā)明的方法檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品所得到的紅外光譜圖。
上述裂解管為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的裂解管，例如試管，當(dāng)然也可用 能滿足裂解需要的其他儀器來(lái)代替。 所述保護(hù)氣為紅外非活性氣體，且在高溫下不與橡膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，優(yōu)選為氮?dú)?、惰性氣體中一種或幾種，更優(yōu)選為氮?dú)狻?br> 所述氣體池為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的氣體池，例如美國(guó)尼高力公司提
供的100mm短光程玻璃氣體池，材質(zhì)為玻璃，前后兩端采用032mm*3mm 的透光材料作為窗片。
窗片的材料為KBr、 Csl、 KRS-5、 AgBr中間的一種，優(yōu)選為KBr窗片。
所述的紅外掃描為本領(lǐng)域人員所公知的，本發(fā)明的紅外掃描的波數(shù)范圍 為4000cm" 400cm-1。
所述的熱裂解溫度范圍是30(TC-68(rC。優(yōu)選為550°C-650°C。
所述裂解是在恒溫下進(jìn)行的。
實(shí)施例l
待測(cè)樣品A某型號(hào)汽車(chē)用橡膠密封條(填料含量約為20% )
1) 將采集到的樣品A用丙酮或者三氯甲烷按GB/T3516進(jìn)行抽提，抽 提后的樣品在100士2'C恒溫干燥箱中干燥至溶劑揮發(fā)干凈，制成凈樣。
將上述凈樣機(jī)械剪切成lnW大小的樣品顆粒，將剪切好的樣品顆粒6g 置于裂解管底部。
用橡皮塞塞緊裂解管口，打開(kāi)保護(hù)氣閥門(mén)，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)氣，吹掃裂解 管20分鐘后，關(guān)閉保護(hù)氣閥門(mén)。此時(shí)采用Nicolet NEXUS 470型FT-IR (配 備短光程氣體池)采集背景的紅外光譜，作為背底。
2) 打開(kāi)保護(hù)氣閥門(mén)，開(kāi)始加熱直至溫度達(dá)到裂解溫度65(TC，恒溫保持 10-20min。
3) 讓裂解氣充滿整個(gè)氣體池，開(kāi)始紅外掃描。將掃描好的紅外光譜圖， 在建立的標(biāo)準(zhǔn)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索。從而確定樣品的成分。
如圖2、圖3所示，樣品裂解后的氣相紅外光譜圖(圖2)與數(shù)據(jù)庫(kù)中 原有的標(biāo)準(zhǔn)圖譜(圖3)相對(duì)照，匹配度(Match)達(dá)到了 96.41%，可以確 定，樣品A為丁苯橡膠(SBRrubber)。
6實(shí)施例2
待測(cè)樣品B某知名型號(hào)汽車(chē)用墊圈(填料含量約20%)
按照實(shí)施例1的方法，與實(shí)施例1所不同的是保護(hù)氣采用氬氣，裂解
的溫度為680。C。通過(guò)檢索對(duì)照，結(jié)果顯示其匹配度(Match)達(dá)到81.44%， 可以確定，樣品B為聚氨酯橡膠(Polyurethanerubber)。
實(shí)施例3
待測(cè)樣品C某型號(hào)汽車(chē)用減震塊(填料含量約40%)
按照實(shí)施例1的方法，與實(shí)施例1所不同的是裂解的溫度為550°C。 通過(guò)檢索對(duì)照，樣品C為氯丁橡膠(Chloroprenerubber)。
實(shí)施例4
待測(cè)樣品B某知名型號(hào)汽車(chē)用墊圈(填料含量約20%) 按照實(shí)施例2的方法重復(fù)對(duì)樣品B測(cè)三次。
對(duì)比例1
待測(cè)樣品C某型號(hào)汽車(chē)用減震塊(填料含量約40%)
用FT-IRATR(衰減全反射法)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖8。 對(duì)比例2
待測(cè)樣品C某型號(hào)汽車(chē)用減震塊(填料含量約40%)
用GB/T-7764-2001的方法測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖10。
結(jié)合圖6-10可以看出，對(duì)比例1用FT-IR ATR (衰減全反射法)測(cè)定 結(jié)果顯示樣品含有大量CaC03及滑石粉等填料。有機(jī)吸收峰基本被填料的 吸收峰掩蓋，對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾。
對(duì)比例2的紅外光譜，發(fā)現(xiàn)由于水的羥基吸收峰的影響，對(duì)檢測(cè)結(jié)果也 造成了干擾。從而可以看出本發(fā)明能更加準(zhǔn)確的測(cè)定各種硫化橡膠的成分，可以消除
FT-IRATR (衰減全反射法)及GB/T-7764-2001的測(cè)試方法所帶來(lái)的填料和 水對(duì)紅外吸收峰的干擾，從而檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。
從圖ll、圖12、圖13可以看出三次檢測(cè)的紅外光譜圖匹配的很好，說(shuō) 明本發(fā)明的檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性好，證明此方法是準(zhǔn)確可靠穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1、一種硫化橡膠檢測(cè)方法，包括如下步驟(1)制樣將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的橡膠樣品制成樣品顆粒，放入裂解管中，通入保護(hù)氣后，掃描背景；所述保護(hù)氣為紅外非活性氣體；(2)裂解在保護(hù)氣的存在下，將裂解管中的顆粒加熱裂解，裂解產(chǎn)生的氣體通過(guò)導(dǎo)管導(dǎo)入氣體池；(3)測(cè)量當(dāng)裂解氣充滿氣體池后，進(jìn)行紅外掃描測(cè)量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于保護(hù)氣為 氮?dú)?、惰性氣體中一種或幾種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于所述保護(hù) 氣為氮?dú)狻?br> 4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于所述裂解的溫度為300°C-680°C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于所述裂解 的溫度為550°C-650°C。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于所述裂解 是在恒溫下進(jìn)行的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于所述氣體池的窗片為KBr窗片。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于所述紅外 掃描的波數(shù)范圍為4000cm" 400cm"。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化橡膠檢測(cè)方法，其特征在于所述樣品 顆粒的質(zhì)量為2-10g。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種檢測(cè)硫化橡膠的方法，即硫化橡膠熱裂解氣體檢測(cè)法。本發(fā)明的檢測(cè)方法如下1.制樣將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的橡膠樣品制成樣品顆粒，放入裂解管中，通入保護(hù)氣后，掃描背景；2.裂解在保護(hù)氣的存在下，將裂解管中的顆粒加熱裂解，裂解產(chǎn)生的氣體通過(guò)導(dǎo)管導(dǎo)入氣體池；3.測(cè)量當(dāng)裂解氣充滿氣體池后，進(jìn)行紅外掃描測(cè)量。本發(fā)明所提供的硫化橡膠檢測(cè)方法具有測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確高、干擾小、檢測(cè)時(shí)間短、環(huán)保的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/31GK101660996SQ20081014174
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者喬飛燕, 偉 周, 房軍祥 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司