丁苯胶乳、成品橡胶及硫化胶残留苯乙烯测定方法探讨

吕荣明(浙江维泰橡胶有限公司，浙江 台州 317000)

1 引言

随着客户整车厂根据全球汽车化学物质申报清单(GADSL)要求，处于供应链上的轮胎等行业对原材料合成橡胶的VOC管控，按清单物质对其供应商进行调查，丁苯橡胶合成单体的苯乙烯，在车内空气中的要求是260µg/m3，为了减少对环境的危害，探索丁苯胶乳、成品橡胶及硫化胶中苯乙烯含量的检测方法。

2 检测方法

2.1 丁苯胶乳中残留苯乙烯含量测定

2.1.1 方法原理

利用正己烷(油相)和汽提后丁苯胶乳(水相)高速分散溶解残留苯乙烯，通过静置、分离，萃取出来残留苯乙烯用GC定量。

2.1.2 分析条件

GC Agilent 7890B，FID(Air 350mL/min、H2 30mL/min)

进样口(Injector) 180℃不分流，0.2min 3mL/min吹扫

色谱柱(Column) HP-5ms 30m×0.25cm×0.25μm

温度设定 130℃×10min

载气流速 3mL/min

载气(Carrier Gas) N2，80psi，纯度不低于99.99v/v%

2.1.3 分析步骤

a.取50ml 待测丁苯胶乳加50ml正己烷用调质分散机分散5分钟；

b.静止使正己烷与丁苯胶乳水相充分分层10min；

c.用进样器吸取油相，并注入气相色谱进行定量分析；

d.气相色谱测试分析。

2.1.4 方法检验

见表1。

运用t检验法对成对试验数据进行检验，以判断是否存在显著性差异：

式中：d为样品在不同方法下的测定值之差d的平均值；n为试样数；d0为成对数据差值的期望值，d0=0；sd为成对测定值之差的标准偏差。

在有限次测定中，两种方法，两个实验室，两组测定数据是否存在显著性差异，采用配对试验，比较t与相应的ta(ƒ)临界值(a为显著性水平、ƒ为自由度)，即可做出判断。

查询t界值表，自由度ƒ=n-1=19，t0.05(19)=2.093。

表1 残留苯乙烯经气相色谱法与滴定法对比数据

若t＞t0.05(19)，则有显著性差异，反之，测定值之间无显著性差异；t=0.81＜t0.05(19)=2.093，可以说明二种试验方法无显著差异。

2.2 丁苯橡胶硫化胶和生胶中的单体苯乙烯含量测定

2.2.1 方法原理

用甲苯萃取丁苯橡胶硫化胶中的单体苯乙烯和溶解生胶，利用GC检测，可知溶解在甲苯中的单体苯乙烯的含量，计算橡胶中的残留苯乙烯含量。

2.2.2 分析条件

GC Agilent 7890B，FID(Air 350mL/min、H2 30mL/min)

进样口(Injector) 275℃不分流 ，0.2min 60ml/min吹扫

色谱柱(Column) HP-5ms 30m×0.25cm×0.25μm

温度设定(程序升温) 70℃(保持5min)→30℃/min→290℃(保持7.7min)

载气流速 1mL/min

载气(Carrier Gas) He，80psi，纯度不低于99.99v/v%

2.2.3 分析步骤

a.取60mg生橡胶成品于1mL甲苯振荡1h溶解，完全溶解后加入1mL乙醇，移取1mL上述溶液至小瓶，用自动定量进样分析。

b.取60mg橡胶硫化胶于2mL甲苯振荡12h萃取，移取1mL溶液至小瓶，用自动定量进样分析。

c.计算：

生胶(或硫化胶)中SM(mg/kg)=A*2/m

A标准曲线中苯乙烯浓度，ng/mL，由相应的标准曲线确定，

m样品质量，mg，

2样品被稀释的溶液量，mL

2.2.4 检测结果

表2为同一生胶及硫化胶中残留苯乙烯平行分析数据，表3为不同样品分析数据。

表2 为同一生胶及硫化胶中残留苯乙烯平行分析数据

表3 不同样品分析数据

2.2.5 分析讨论

据表2中计算RSD和《JJG 700-2016 气相色谱仪》定量重复性≤3%比较，此二种方法均能达到气相色谱定量重复性要求，因此方法可行。

3 结论

(1) 经t检验法对比分析用正己烷为溶剂萃取丁苯胶乳中残留苯乙烯经气相色谱的测定含量的方法与以滴定法使用无显著性差异。

(2)经RSD验证精密度用甲苯萃取丁苯橡胶硫化胶和成品胶中的单体苯乙烯经气相色谱的测定含量的方法可行。