[发明专利]一种橡胶中有机硫化物的鉴定方法

说明书

本发明提供一种橡胶中有机硫化物的鉴定方法，包括步骤：步骤一、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；步骤二、GC‑MS测试：使用气相色谱‑质谱联用仪，检测所述溶液的质谱；步骤三、特征离子提取及提取物质判断：步骤四、金属元素测定；步骤五、有机硫化物结构判断。本方法处理步骤简单，分析速度快，色谱条件一致，可同时鉴定产品中多种组分，尤其适合于未知样品的鉴定和检测。

技术领域

本发明属于分析技术领域，具体涉及橡胶中有机硫化物的鉴定方法，尤其是硫化胶中有机硫化物的鉴定方法，该有机硫化物主要是亚烷基二硫化物。

背景技术

进入21世纪以来，我国橡胶助剂工业大力加强产品结构调整，用绿色环保产品替代有毒有害产品成为橡胶助剂行业的首要任务，与之而生的是各种新型助剂的大量应用。

橡胶是一种链状高分子材料，加入硫化剂能与之发生交联反应，形成立体网状结构，使橡胶由塑性材料变为弹性材料，使橡胶在较宽的温度范围内具有弹性高、塑性小、强度大的使用性能。当硫化胶在生产过程中过硫化或在使用过程中暴露于厌氧热老化条件下，硫磺硫化胶料就会发生硫化返原，此外，许多胶料在使用过程中的生热足以导致交联网络降解，以致引起产品容易损坏，使用寿命缩短，而且硫化返原可导致橡胶制品内部和表面性能不均一，影响产品的使用性能，因而人们不断地努力探索如何提高橡胶制品的抗硫化返原性。

Duralink HTS(二水合六亚甲基1,6-二硫代硫酸二钠盐)、KA-9188(1,6-双(N,N-二苄基硫代氨基甲酰二硫化)己烷)是新型环保型高抗硫化返原交联剂，硫化时在多硫交联键内插入亚甲基双硫基团，与橡胶生成了下列结构的交联键：橡胶—S_X—(CH₂)₆—S_X—橡胶(X＝1～3)，交联键结构中嵌入较长的柔软且具有热稳定性的烷基，这种复合交联键的生成能使硫化胶耐厌氧老化性能提高，改善交联键的热稳定性，从而改善胶料在动态操作下的曲挠性，提高胶料的抗返原性。

同时HTS与KA9188是一种新型抗硫化返原剂，有效阻止多硫化物橡胶网络因厌氧老化而导致的联密度降低的情况，在传统硫化体系中加入HTS或KA9188既可提高橡胶的耐热老化性能，又能保持良好的动态性能，不产生致癌性苯胺，是正在广泛应用的环保型助剂。

目前橡胶中广泛使用的HTS及KA9188的分子结构如下：

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因此类环保型助剂出现时间不长，正在为橡胶行业广泛使用。由于HTS、KA9188等有机硫化物在橡胶硫化过程中会断裂、分解并与橡胶分子发生反应，交联在橡胶网络中，无法直接提取并检测到。通常用化学方法破坏橡胶交联网络得到含硫化合物碎片，然后再用溶剂提取出有机小分子结构，但此类方法样品处理时间长，且重新生成的有机小分子与原含硫物质相去甚远，特征的有机小分子鉴定困难，容易受其他含硫化合物的影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种橡胶中有机硫化物的鉴定方法，所述的橡胶为硫化橡胶，橡胶为天然橡胶(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)中的至少一种。

本发明提供的鉴定方法，包括制样、GC-MS测试、特征离子提取、判断有机硫化物类型、金属元素测定等步骤，其中所述的有机硫化物为亚烷基二硫化物，结构式如下：

MO₃S-S-R-S-SO₃M (1)

X-S-R-S-X (2)

其中M为金属；R选自碳原子数为2～12的直链或者带有支链的亚烷基；X选自氢、卤素、羟基、羧基以及含氮、硫或氧元素的有机基团。