一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法与流程

1.本发明属于助剂含量测定技术领域，具体为一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法。


背景技术：

2.橡胶助剂是生胶加工成橡胶制品过程中所需要的各种辅助化学品，但是传统橡胶助剂不仅在使用时产生大量粉尘，释放有毒有害气体，给作业环境及操作人员健康造成极大危害，而且粉状的助剂与橡胶的相容性、分散性较差，影响其使用效果，且对橡胶制品(尤其是轮胎)的品质与性能带来影响。
3.预分散橡胶助剂母胶粒产品包括cz-80、ns-80、tbztd-80、ctp-80，是以聚合物为载体、通过特殊工艺将传统橡胶助剂预分散到聚合物中，得到一定浓度的均匀预分散体，具有无粉尘、易分散、可自动称量、提高混炼效率、贮存稳定等特点。目前关于此类产品的质量控制指标主要是加热减量、灰分、s含量等项目，其中s含量用来间接表征助剂含量，且直接测定助剂含量的方法未见相关标准规定或文献资料报道。
4.astm d4239《高温管式炉燃烧法测定煤和焦炭分析样品中硫含量测试验方法》方法b中规定采用在通氧环境下样品高温管式炉将燃烧分解，其中助剂中的s元素转化成so2,通过红外吸收检测器可以定量计算s含量，再通过助剂化学结构式中s的占比推算橡胶助剂在预分散橡胶助剂母胶粒中的含量，由于s相对于助剂分子量占比较小，通过反推计算的预分散橡胶助剂中助剂含量的结果偏差较大。
5.上述采用s含量反推计算预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量，通过s含量反推计算橡胶助剂含量的结果可将定硫仪测试结果误差带入导致助剂含量的误差偏大；另外，该方法无法对预分散橡胶助剂母胶粒中非助剂成分引入的s元素鉴别和剔除，不能准确地反映预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的真实水平。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法。该方法采用适当的溶剂将预分散橡胶助剂母胶粒中的助剂进行萃取，将萃取液定容到一定体积后利用液相色谱技术进行测试，记录橡胶助剂在紫外最大吸收波长下的吸光度信号，通过外标曲线得到橡胶助剂浓度后计算橡胶助剂含量。该方法通过外标法可直接测定母胶粒中助剂的含量，测试准确度更高。
7.为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：
8.一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法，包括以下步骤：
9.(1)标准曲线绘制：
10.分别配制5个不同梯度浓度的标准品溶液，读出每个浓度等面积；然后以浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标经测试计算得到的线性方程a＝ax+b，其中a＝标准品峰面积，x＝标准品测试浓度；
11.(2)试样制备：
12.将母胶粒剪成1mm
×
1mm的碎颗粒，备用；准确称取碎颗粒样品15-20mg计为m0于250ml圆底烧瓶中，加入萃取溶剂20-40ml，水浴加热回流后取出圆底烧瓶静置至室温，将圆底烧瓶中萃取溶剂转移至50ml容量瓶中，用萃取溶剂润洗烧瓶2次后全部转移至容量瓶中，并用萃取溶剂定容至刻度线，体积计为v，采用3ml玻璃注射器经0.22um有机相针式滤器将萃取液过滤到2ml样品瓶中；
13.(3)试样测试：
14.高效液相色谱仪色谱条件为：色谱柱：c18，(145-155)mm
×
(4.4-4.8)mm，4-6μm，流动相：甲醇-水的体积比为(70-90):(10-30)或乙腈-水的体积比为(70-90):(10-30)，流速：0.8-1.2ml/min，紫外吸收波长：240-280nm，柱温：20-40℃，进样量：15-25ul；
15.(4)按下式计算助剂含量：
[0016][0017]
优选地，步骤(1)中所述的5个不同梯度浓度分别为0.25mg/ml、0.1mg/ml、0.05mg/ml、0.025mg/ml、0.01mg/ml。
[0018]
优选地，步骤(2)中所述的萃取溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈、丙酮中的一种或多种。
[0019]
优选地，步骤(2)中所述的水浴温度为60-90℃，加热时间为0.2-0.5h。
[0020]
本发明的有益效果是：
[0021]
本发明相较于采用高温管式炉测定预分散橡胶助剂母胶粒的s含量，无法对预分散橡胶助剂母胶粒中非助剂成分引入的s元素进行鉴别和剔除，而造成反推计算的助剂含量结果准确性差的问题，利用色谱技术检测优势在于：一、通过高效液相色谱仪建立助剂标准品的标准曲线，可以直接地、准确地测定预分散橡胶助剂母胶粒萃取液中的助剂成分；二，可以同时得到色谱图与检测数据；第三，在化学分析检测中利用外标法进行量分析，结果的准确性更高。
附图说明
[0022]
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0023]
图1为实施例1中的cz标准谱图；
[0024]
图2为实施例1中的cz标准曲线图；
[0025]
图3为实施例2中的ns标准谱图；
[0026]
图4为实施例2中的ns标准曲线图；
[0027]
图5为实施例3中的tbztd标准谱图；
[0028]
图6为实施例3中的tbztd标准曲线图；
[0029]
图7为实施例4中的ctp标准谱图；
[0030]
图8为实施例4中的ctp标准曲线图。
具体实施方式
[0031]
实施例1：
[0032]
一种预分散橡胶助剂母胶粒cz-80中cz含量的测定方法，包括以下步骤：
[0033]
(1)cz标准曲线绘制：
[0034]
分别配制5个不同梯度浓度的cz标准品溶液(0.25mg/ml、0.1mg/ml、0.05mg/ml、0.025mg/ml、0.01mg/ml)，读出每个浓度等面积，以浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标经测试计算得到的线性方程a＝ax+b(其中a＝标准品峰面积，x＝标准品测试浓度)，cz标准谱图和cz标准曲线图见图1和图2；
[0035]
(2)试样制备：
[0036]
将母胶粒cz-80剪成1mm
×
1mm的碎颗粒，备用；准确称取碎颗粒样品16mg计为m0于250ml圆底烧瓶中，加入萃取溶剂甲醇30ml，在水浴温度为60℃下加热回流0.5h后取出圆底烧瓶静置至室温，将圆底烧瓶中萃取溶剂转移至50ml容量瓶中，用萃取溶剂润洗烧瓶2次后全部转移至容量瓶中，并用萃取溶剂定容至刻度线,体积计为v，采用3ml玻璃注射器经0.22um有机相针式滤器将萃取液过滤到2ml样品瓶中；
[0037]
(3)试样测试：
[0038]
高效液相色谱仪色谱条件为：色谱柱：c18,150mm
×
4.6mm，5μm，流动相：甲醇-水的体积比为75:25，流速：1.0ml/min，紫外吸收波长：280nm，柱温：25℃，进样量：20ul。
[0039]
(4)按下式计算cz-80中cz含量：
[0040][0041]
实施例1数据结果如下表所示：
[0042][0043]
实施例2：
[0044]
一种预分散橡胶助剂母胶粒ns-80中ns含量的测定方法，包括以下步骤：
[0045]
(1)ns标准曲线绘制：
[0046]
分别配制5个不同梯度浓度的ns标准品溶液(0.25mg/ml、0.1mg/ml、0.05mg/ml、0.025mg/ml、0.01mg/ml)，读出每个浓度等面积，以浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标经测试计算得到的线性方程a＝ax+b(其中a＝标准品峰面积，x＝标准品测试浓度),ns标准谱图和ns标准曲线图见图3和图4；
[0047]
(2)试样制备：
[0048]
将母胶粒ns-80剪成1mm
×
1mm的碎颗粒，备用；准确称取碎颗粒样品16mg计为m0于250ml圆底烧瓶中，加入萃取溶剂乙醇30ml，在水浴温度为90℃下加热回流0.5h后取出圆底烧瓶静置至室温，将圆底烧瓶中萃取溶剂转移至50ml容量瓶中，用萃取溶剂润洗烧瓶2次后全部转移至容量瓶中，并用萃取溶剂定容至刻度线,体积计为v，采用3ml玻璃注射器经0.22um有机相针式滤器将萃取液过滤到2ml样品瓶中；
[0049]
(3)试样测试：
[0050]
高效液相色谱仪色谱条件为：色谱柱：c18,150mm
×
4.6mm，5μm，流动相：乙腈-水的体积比为75:25，流速：1.0ml/min，紫外吸收波长：280nm，柱温：25℃，进样量：20ul。
[0051]
(4)按下式计算ns-80中ns含量：
[0052][0053]
实施例2数据结果如下表所示：
[0054][0055]
实施例3：
[0056]
一种预分散橡胶助剂母胶粒tbztd-70中tbztd含量的测定方法，包括以下步骤：
[0057]
(1)tbztd标准曲线绘制：
[0058]
分别配制5个不同梯度浓度的tbztd标准品溶液(0.25mg/ml、0.1mg/ml、0.05mg/ml、0.025mg/ml、0.01mg/ml)，读出每个浓度等面积，以浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标经测试计算得到的线性方程a＝ax+b(其中a＝标准品峰面积，x＝标准品测试浓度),tbztd标准谱图和tbztd标准曲线图见图5和图6；
[0059]
(2)试样制备：
[0060]
将母胶粒tbztd-70剪成1mm
×
1mm的碎颗粒，备用；准确称取碎颗粒样品16mg计为m0于250ml圆底烧瓶中，加入由四氢呋喃、乙腈按照体积比20：80混合得到的萃取溶剂30ml，在水浴温度为85℃下加热回流0.25h后取出圆底烧瓶静置至室温，将圆底烧瓶中萃取溶剂转移至50ml容量瓶中，用萃取溶剂润洗烧瓶2次后全部转移至容量瓶中，并用萃取溶剂定容至刻度线,体积计为v，采用3ml玻璃注射器经0.22um有机相针式滤器将萃取液过滤到2ml样
品瓶中；
[0061]
(3)试样测试：
[0062]
高效液相色谱仪色谱条件为：色谱柱：c18,150mm
×
4.6mm，5μm，流动相：乙腈-水体积比为90：10，流速：1.0ml/min，紫外吸收波长：254nm，柱温：40℃，进样量：20ul。
[0063]
(4)按下式计算tbztd-70中tbztd含量：
[0064][0065]
实施例3数据结果如下表所示：
[0066][0067][0068]
实施例4：
[0069]
一种预分散橡胶助剂母胶粒ctp-80中ctp含量的测定方法，包括以下步骤：
[0070]
(1)ctp标准曲线绘制：
[0071]
分别配制5个不同梯度浓度的ctp标准品溶液(0.25mg/ml、0.1mg/ml、0.05mg/ml、0.025mg/ml、0.01mg/ml)，读出每个浓度等面积，以浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标经测试计算得到的线性方程a＝ax+b(其中a＝标准品峰面积，x＝标准品测试浓度)，ctp标准谱图和ctp标准曲线图见图7和图8；
[0072]
(2)试样制备：
[0073]
将母胶粒ctp-80剪成1mm
×
1mm的碎颗粒，备用；准确称取碎颗粒样品16mg计为m0于250ml圆底烧瓶中，加入萃取溶剂丙酮30ml，在水浴温度为80℃下加热回流0.5h后取出圆底烧瓶静置至室温，将圆底烧瓶中萃取溶剂转移至50ml容量瓶中，用萃取溶剂润洗烧瓶后2次全部转移至容量瓶中，并用萃取溶剂定容至刻度线，体积计为v，采用3ml玻璃注射器经0.22um有机相针式滤器将萃取液过滤到2ml样品瓶中；
[0074]
(3)试样测试：
[0075]
高效液相色谱仪色谱条件为：色谱柱：c18,150mm
×
4.6mm，5μm，流动相：甲醇-水的体积比为75:25，流速：1.0ml/min，紫外吸收波长：240nm，柱温：25℃，进样量：20ul。
[0076]
(4)按下式计算ctp-80中ctp含量：
[0077][0078]
实施例4数据结果如下表所示：
[0079][0080]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)标准曲线绘制：分别配制5个不同梯度浓度的标准品溶液，读出每个浓度等面积；然后以浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标经测试计算得到的线性方程a＝ax+b，其中a＝标准品峰面积，x＝标准品测试浓度；(2)试样制备：将母胶粒剪成1mm
×
1mm的碎颗粒，备用；准确称取碎颗粒样品15-20mg计为m0于250ml圆底烧瓶中，加入萃取溶剂20-40ml，水浴加热回流后取出圆底烧瓶静置至室温，将圆底烧瓶中萃取溶剂转移至50ml容量瓶中，用萃取溶剂润洗烧瓶2次后全部转移至容量瓶中，并用萃取溶剂定容至刻度线，体积计为v，采用3ml玻璃注射器经0.22um有机相针式滤器将萃取液过滤到2ml样品瓶中；(3)试样测试：高效液相色谱仪色谱条件为：色谱柱：c18，(145-155)mm
×
(4.4-4.8)mm，4-6μm，流动相：甲醇-水的体积比为(70-90):(10-30)或乙腈-水的体积比为(70-90):(10-30)，流速：0.8-1.2ml/min，紫外吸收波长：240-280nm，柱温：20-40℃，进样量：15-25ul；(4)按下式计算助剂含量：2.根据权利要求1中所述的一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的5个不同梯度浓度分别为0.25mg/ml、0.1mg/ml、0.05mg/ml、0.025mg/ml、0.01mg/ml。3.根据权利要求1中所述的一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的萃取溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈、丙酮中的一种或多种。4.根据权利要求1中所述的一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的水浴温度为60-90℃，加热时间为0.2-0.5h。

技术总结
本发明公开了一种测定预分散橡胶助剂母胶粒中助剂含量的方法，该方法将试样制备成碎颗粒，称取一定质量的碎颗粒试样与圆底烧瓶中，加入适当的萃取溶剂，在高于萃取溶剂沸点的温度下进行萃取，经过一定时间后，取出圆底烧瓶静置至室温后，转移到容量瓶中定容至刻度线，采用有机相针式滤器过滤后由高效液相色谱仪进行测试，通过标准曲线方程得到萃取液中橡胶助剂浓度并计算橡胶助剂含量。该方法通过外标法可直接测定母胶粒中助剂的含量，测试准确度更高。度更高。度更高。


技术研发人员：王锋 卢媛 张丽杰 贾爱瑞 王慧敏 魏胜 张丽丽
受保护的技术使用者：湖北玲珑轮胎有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/12