[发明专利]一种硫化胶中乙烯基含量的测试方法

说明书

本发明提供一种硫化胶中乙烯基含量的测定方法，采用衰减全反射红外测试方法测试白炭黑填充的溶液聚合丁苯硫化橡胶中乙烯基含量，包括步骤：1)取抽提过的硫化胶样品，在一定浓度的氢氟酸(HF)中加热，用蒸馏水清洗胶片至中性，在烘箱中干燥；2)使用衰减全反射红外光谱法(ATR‑IR)测试上述胶片；然后用红外光谱仪测出1，4‑反式聚丁二烯、1，2‑乙烯基聚丁二烯(1，2‑BD)、1，4‑顺式聚丁二烯的吸光度A_反式、A_乙烯基、A_顺式，计算得出1，2‑乙烯基聚丁二烯的摩尔分数。本发明方法分析时间短，操作过程简单，重复性良好，检测结果的准确度较高。

技术领域

本发明属于测试领域，具体涉及一种硫化胶结构中乙烯基含量的测试方法，特别是白炭黑填充的、硫化的溶液聚合丁苯橡胶中乙烯基含量的测定方法。

背景技术

溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)是丁二烯和苯乙烯共聚而得到的一种合成橡胶。SSBR包括1，4-反式聚丁二烯、1，2-乙烯基聚丁二烯、1，4-顺式聚丁二烯、苯乙烯四个结构单元。SSBR具有滚动阻力小、抗湿滑性能和耐磨性能优异等特点，在轮胎工业的高性能轮胎中有着广泛的应用。此外，在轮胎工业中，白炭黑以其高补强、低生热的特点而被广泛应用于胎面胶料中。

乙烯基含量对SSBR的质量和性能有着重要影响。“不同微观结构溶聚丁苯橡胶性能分析与研究”，石磊，橡塑资源利用，2009(5)：1～5页。该文章的研究表明1，2-乙烯基聚丁二烯结构与苯乙烯结构单元相比，前者对橡胶的玻璃化转变温度(Tg)的影响相对较小；在Tg一致时，在较高温度下，含乙烯基较高的SSBR会比含较多苯乙烯的SSBR具有更低的滞后性、生热性、滚动阻力。随着乙烯基含量的增加，高温回弹性、生热量以及滚动阻力变化都较小。

目前，测试SSBR微观结构中乙烯基含量的方法有红外法和核磁法。GB/T28728-2012国家标准“溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶(SSBR)微观结构的测定”规定了采用¹H-核磁共振和红外光谱法，对SSBR中丁二烯单体的微观结构和苯乙烯单体的含量进行定量测试的分析方法。该标准的核磁法的具体测试步骤为：用无水ETA或丙酮作为抽提剂。然后在50℃～60℃的真空干燥箱中干燥抽提后的SSBR胶样，取15mg～50mg抽提过的SSBR试样，完全溶解在氘代氯仿中；在核磁谱图中取与微观结构相对应的信号积分范围进行微观结构的测定；最终得出微观结构的含量。该标准的红外吸收系数法的具体测试步骤为：用无水ETA或丙酮作为抽提剂。然后在50℃～60℃的真空干燥箱中干燥抽提后的SSBR胶样；将0.2g抽提过的SSBR胶样放进20mL容量瓶；用10mL移液管移取10mL环己烷放入样品瓶；然后在溴化钾盐片上涂膜、在600～2000范围内测定溴化钾盐片上的SSBR胶样的光谱。故此国标只能测试SSBR原料胶样，SSBR经过白炭黑填充、硫化后，其前处理步骤不能使SSBR橡胶溶解于环己烷溶剂，¹H-核磁法和红外吸收系数法均无法对SSBR硫化胶样做有效测试。

“用¹³C-NMR法研究SBR的序列结构—Ⅲ.序列结构的定量表征”，陈晓农，《合成橡胶工业》，1991.14(5)，342～346页。该文章采用了¹³C-NMR波谱数据对乳聚SBR和锂系溶聚SBR的序列结构进行了定量描述，并推导出由峰强度求取二元组浓度、平均链段长度、链段平均数和分子链微观组成的计算公式。计算结果表明，不同胶样的序列结构有一定差别，乳聚SBR的微观组成即使十分接近，苯乙烯长嵌段含量也会有较大差别；SBR分子链中苯乙烯单元倾向于同反式-1,4-丁二烯单元键接，微观组成的计算值与IR实测结果吻合。但此文献所表述的方法需将胶料溶解在氘代氯仿中，而硫化的SSBR无法溶解于氘代氯仿，故此方法的缺陷与GB/T 28728-2012国家标准的¹H-核磁共振方法相同，即无法应用于硫化橡胶。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用衰减全反射红外测试方法测试硫化胶中乙烯基的含量，尤其是含有白炭黑填充的、硫化后的溶液聚合丁苯橡胶中乙烯基含量。