[发明专利]一种橡胶及橡胶助剂中饱和分、蜡和油含量的测定方法

说明书

本发明提供一种橡胶及橡胶助剂中饱和分、蜡和油含量的测定方法，包括以下步骤：含有橡胶或橡胶助剂样品的溶液或者含有橡胶或橡胶助剂样品提出物的溶液加入层析柱，所述溶液依次通过层析柱内的粘土吸附剂层和硅胶层，收集通过层析柱溶液，去除收集到的溶液中的溶剂后得到饱和分，在得到的饱和分中加入内标物质，气相色谱测试计算出各烷烃的质量百分数，进而算出蜡含量，饱和分含量与蜡含量之差即为样品中的油含量，所述提出物为橡胶及橡胶助剂样品经抽提后，将抽提液去除溶剂后所得。本发明方法可实现在常温下、上样量极少的情况下将橡胶制品及橡胶助剂中的饱和分分离定量出来。

技术领域

本发明涉及一种橡胶及橡胶助剂中饱和分、蜡和油含量的测定方法，属于测试分析技术领域。

背景技术

油和蜡是橡胶工业中十分重要的原材料，它们均为石油产品，蜡的主要成份为碳数为C₂₀以上正构烷烃与异构烷烃的组合；油分为脂肪烃油、环烷烃油和芳香烃油几种，不同类型的油中链烃、环烷烃和芳香烃的比例各有不同。

橡胶本身的硬度较高，在生产过程中再加入填料及橡胶助剂后橡胶的硬度会更高，在胶料中填充一定量的油，可以使之柔软又具有良好的弹性，合成胶，尤其是丁苯胶中通常会填充一定量油，使之更适合下游橡胶工业的生产应用。橡胶制品的制备过程中首先要经过塑炼，把橡胶长链分子截断，使之由弹性体橡胶变成塑性体橡胶；然后经过混炼，将塑性体橡胶与各种助剂和填料混合成分分散均一的胶料；再将胶料通过压延、挤出、成型、硫化等工艺将其制为橡胶制品。在这些加工工艺中需加入操作油作为软化剂，在机械和热作用下对橡胶烃润湿、扩散、溶胀、松懈整个橡胶分子，增加胶料的流动性，使橡胶与各种填料和添加剂的混合更加均匀，从而获得更好的应用性能。在橡胶工业中油的用量十分庞大。

蜡主要用于橡胶的防护，通称橡胶防护蜡，当防护蜡在胶料中的用量超过在橡胶中的溶解度时，硫化后即迁移至制品表面，形成一层物理保护层，能有效防止橡胶制品在自然条件下受阳光和各种气体因素的综合作用而发生龟裂、老化。由于蜡的迁移性与分子量有关，分子量越大，蜡的迁移性越差，因此在低环境温度下使用的橡胶制品需要低分子量的蜡，在高环境温度下使用的橡胶制品需要高分子量的蜡。

另外在橡胶助剂的生产过程中，清洁化和绿色化越来越受重视，环保复合型助剂越来越多，胶料或无机物为载体，易挥发或易粉尘有机物负载于载体上，为了便于混合，通常会在生产过程中加入蜡及油帮助分散。

在橡胶制品组分分析和原材料测试中，对油和蜡的分析及定量一直是业内比较关注的问题，但由于通常情况下蜡与油在橡胶及橡胶助剂中混合使用，油的成分比较复杂，而蜡的加入量又较小，它们之间又有相近的分子结构，分析时相互干扰，无法将各自准确定量出来。

虽石化行业发布有多种采用氧化铝层析柱分离石油产品中(如沥青、石油、油田污泥等)饱和分、芳香分、胶质、沥青质以及蜡的方法，但因氧化铝层析柱对各组分的吸附/脱附选择性较弱，满足分离能力需要的填料量多，柱长较长，通常为40～70cm的玻璃管；且需在加热条件下才能完成组分的洗脱分离，一般采取50℃左右水浴加热，层析柱设计复杂，一般为套管形式，操作不便且易碎。且此类方法上样量均较大(约10g左右上样量)，不适合对橡胶制品中油和蜡的分离定量。因橡胶制品中油和蜡总量不足10％，若要保证层析柱上10g的上样量，则需处理约100g的橡胶制品，而对于仅有几克左右重量的橡胶制品来说不可实现。橡胶制品或橡胶助剂中有机添加剂的提出方式一般为超声萃取或溶剂抽提，受提出方式和样品本身重量的限制，一般可获得的提出物质量为毫克级，这就要求设计更为精细化的、满足微量上样要求的层析柱。

另外石化行业对蜡的分离需使用到脱蜡溶剂、冷冻结晶、真空干燥等多个步骤，而橡胶制品中微量的蜡根本无法通过冷冻结晶获得，即便结晶出来，获得的量亦远远小于损失的量，故而结晶称量法亦不适用橡胶制品中微量蜡的分析定量。

发明内容