[发明专利]橡胶及橡胶助剂中苯酚-甲醛树脂的鉴定方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶用助剂及橡胶配方分析领域，具体涉及橡胶用补强型苯酚-甲醛 树脂的鉴定分析，使用的仪器为气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)。

背景技术

橡胶增硬、增强主要是通过加大炭黑用量来实现的,但炭黑用量增大到一定程度 后胶料的混炼、加工性能变差,硫化橡胶物理机械性能有所降低。在这种情况下，如果配加 10-20份有机补强材料，部分替代炭黑，不仅可以提高胶料的硬度、韧性、挺性和抗撕裂性, 而且还因树脂兼具软化剂和增塑剂功能，可以降低加工温度，确保胶料混炼的安全性和质 量均一性,这是单纯增加炭黑用量所不能达到的。

酚醛树脂是应用最广泛的有机补强材料。酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸或碱的催 化作用下缩合而成的，由于组成或结构上的差别而分为许多类型和品种。市场上常见的为 苯酚-甲醛树脂，苯酚-甲醛补强树脂基本结构式如下：

普通苯酚-甲醛树脂可提高硫化胶的硬度和强度，但存在焦烧时间短、硫化胶脆性 大以及加工安全性差等缺陷。虽然这些不足可以通过配方手段来弥补，市场上还是应运而 生了许多改性苯酚-甲醛树脂，常见的有妥尔油改性苯酚－甲醛树脂、腰果油改性苯酚－甲 醛树脂，还有双酚A改性苯酚－甲醛树脂、氨基苯酚－甲醛树脂、脲类苯酚－甲醛树脂以及 混合松香、石油树脂的苯酚－甲醛树脂等。

对于苯酚-甲醛树脂，无论是否改性，其低沸点组分中均有游离单体、二聚体，除此 之外因原料和工艺的不同，组分和结构各有不同。苯酚-甲醛树脂与其它化学物质复合后 (如与石油树脂、炭黑、白炭黑、陶土、纤维、橡胶、橡胶配合剂等物质的复合)如何鉴定，一直 是行业内比较关注的问题，本发明提供一种用GC-MS鉴定橡胶及橡胶助剂中苯酚-甲醛树脂 的方法，通过在样品中鉴定苯酚-甲醛二聚体的方法达到鉴定苯酚-甲醛树脂的目的。

发明内容

本发明的目的是提出一种苯酚-甲醛树脂的鉴定方法。实现本发明目的的技术方 案包括以下步骤：

1)制样：将橡胶或橡胶助剂样品制成小于2mm³的颗粒，用有机溶剂对样品进行溶 解或提取。

其中对于溶剂可溶解的样品，直接溶解制样；对于溶剂不可直接溶解的样品，直接 用溶剂超声萃取得萃取液，或按照GB/T3516-2006所述方法制备样品抽提液。

GB/T3516-2006制备样品抽提液的方法为：将样品粉碎，称取一定量试样用滤纸包 好，置于索式抽提器内，加入约虹吸杯体积1.5倍溶剂于恒重的接受瓶中。设定水浴锅温度 80℃，抽提约16h，得到抽提液。

2)测试：使用气相色谱-质谱联用仪，检测所述溶液的质谱，其中，检测质谱的条件 为：EI离子源，电离电压70eV，源温200～300℃，扫描范围m/z为50～650，测试得到样品的总 离子流图。

3)分析：在样品总离子流图中提取质荷比m/z＝105-109、198-202的碎片离子；若 未提取到含m/z＝105-109、198-202碎片离子的物质，则样品中无苯酚-甲醛树脂；若提取到 含m/z＝105-109、198-202的碎片离子的物质，则将这些物质的质谱图分别与2,2'-亚甲基 双苯酚、2,4'-亚甲基双苯酚、4,4'-亚甲基双苯酚的质谱图作比较，若其质谱图与其中任意 一个亚甲基双苯酚的质谱图一致，则样品中含苯酚-甲醛树脂，若与三个亚甲基双苯酚的质 谱图均不一致，则样品中不含苯酚-甲醛树脂。

其中，所述步骤1)中的橡胶选自硫化橡胶和/或未硫化橡胶，包括但不限于天然橡 胶(NR)、顺丁橡胶(BR)、丁苯胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶(BIIR、CIIR)、三元乙 丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)中的一种或它们的复合。所述的橡胶助剂选自改性和/或未 改性的苯酚-甲醛树脂、以及它们与其它化学物质的复合物，例如苯酚-甲醛树脂与石油树 脂、炭黑、白炭黑、陶土、纤维等的复合物。

其中所述的有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、苯、甲苯、丙 酮、乙腈、异丙醇、乙醇、甲醇中的一种或多种。