摘要 火场助燃剂检验鉴定的基质干扰一直是法庭科学领域研究的重点和难点。为进一步探究C=C是否为基质干扰官能团,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术和裂解气相色谱-质谱联用(Py-GC/MS)技术,分别从化学结构和裂解过程的角度定性分析加氢处理(饱和丁二烯双键)前后的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)燃烧/裂解产物对汽油鉴定的影响,利用二者的烷基苯、茚满类和稠环芳烃类组分提取离子流色谱图(EICs)与汽油燃烧残留物对应的EICs 的谱图相似度对两类材料的干扰程度进行定量分析。定性和定量分析结果均表明, SEBS 对汽油鉴定的干扰较小:相较于SBS,在SEBS 燃烧残留物中无法检出茚满、二甲基茚满及二甲基萘等特征组分,并且烷基苯、茚满类和稠环芳烃类特征组分的相对含量均明显减少,即SEBS 造成“假阳性”干扰的程度更低;加载汽油混合燃烧后, SBS 和SEBS 残留物的特征组分相对峰面积比例与汽油燃烧残留物仍存在较大差异,容易造成“假阴性”的结论;SEBS 裂解过程中产生的含双键结构的裂解产物更少。结合SBS 和SEBS 双键结构的差异和裂解产物的差异,验证了C=C 结构与汽油鉴定中的基质干扰程度存在关联。本研究结果为进一步了解火场残留物检验鉴定中产生基质干扰的官能团提供了重要参考。
关键词 火场残留物分析;基质干扰;汽油鉴定;碳碳双键结构;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物;氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物
放火属于典型的暴力犯罪,极大地危害公共安全。为达到快速有效放火的目的,嫌疑人通常会使用汽油等易燃液体作为助燃剂实施放火,因此,在火场燃烧残留物的检验鉴定中能否检出汽油对认定火灾性质至关重要。由于火场环境复杂,助燃剂检验鉴定会受到多种因素[1-4]的影响,其中最为显著的是基质干扰,即火场中大量存在的以高分子材料为代表的石油化工产品在火场高温环境中产生的燃烧/热解产物[5-7]对助燃剂检验鉴定的干扰,因其会造成特征组分增加,所以分析和排除基质干扰都较为复杂[8]。
基质干扰问题广泛存在于材料学、化学和法庭科学等诸多领域,一直是相关研究的重点和难点。Almirall 等[5]选择了大量的日用品(壁纸和尼龙毯等)进行燃烧实验,发现尼龙地毯燃烧残留物中存在大量用于汽油鉴定的目标化合物;Stauffer 等[9]通过燃烧100 多种不同物质(报纸和羊毛毯等)总结出对助燃剂检验鉴定干扰性较强的25 种常见干扰组分。许多研究表明,火场常见可燃材料的燃烧/热解产物会影响助燃剂鉴定[2,10-12]。在之前的研究中,研究对象的选择大多以“火场常见”为原则,而不是从材料的化学组成或典型官能团结构出发,因而对许多问题都未开展系统研究,如基质材料化学结构对干扰性的影响机制、干扰的来源和典型基质强干扰机理等。美国材料与试验协会测试标准(ASTM E1618—19)[13]和我国国标(GB/T 18294.5—2010)[14]等均提到汽油燃烧残留物中几乎所有稳定的特征组分都是以苯环为官能团的芳香烃化合物。本研究组研究了多种含有烷基苯结构的橡胶原料和制品,确认了无规共聚丁苯橡胶(SBR)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)燃烧残留物对汽油检验鉴定存在较显著的干扰,近期基于典型二烯橡胶的相关研究结果也表明C=C 结构可能是干扰汽油鉴定的关键官能团[15-17]。
为进一步探讨C=C 结构对汽油检验鉴定的基质干扰程度,本研究从基质的化学结构出发,选取SBS 和经过加氢处理失去丁二烯双键结构的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)两类嵌段共聚物为研究对象,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)定性分析并对比二者的燃烧产物,利用二者提取离子流色谱图(EICs)与汽油EICs 的相对峰面积及谱图相似度定量分析SBS 和SEBS 燃烧残留物对汽油鉴定的“假阳性”和“假阴性”的干扰程度,最后结合裂解-气相色谱-质谱联用技术(Py-GC-MS)对两类橡胶的裂解产物和裂解过程进行分析。本研究从材料的化学结构和裂解过程两个方面研究了C=C 结构与汽油鉴定基质干扰程度之间的关联,为进一步降低基质干扰和提高火场残留物检验鉴定的准确度提供了技术支撑。
1 实验部分
1.1 仪器、材料和试剂
Agilent 890b-5977b 气相色谱-质谱联用仪、HP-1MS 毛细管色谱柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)和Agilent 7963 自动型进样器(美国安捷伦科技有限公司);SK3310LHC 超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司);Frontier 3030D 热裂解仪(日本Frontier Lab 公司);Shimadzu QP2010 Ultra 气相色谱-质谱联用仪(日本株式会社岛津制作所)。
6 种橡胶材料:SBS 3527(分子量8 × 10~1 × 10 g/mol)和SBS 3414(分子量1.5 × 10~3.0 ×10 g/mol)购自广东省京帮化工原料有限公司;SEBS 502t(分子量1 × 10 g/mol)和SEBS 503t(分子量2.2 × 10 g/mol)购自中国石化集团巴陵石油化工有限责任公司;SEBS G1652(分子量5 × 10 g/mol)和SEBS G1651(分子量2.2 × 10 g/mol)购自美国科腾公司;95 号无铅汽油购自中国石油天然气集团公司廊坊加油站;分析纯正己烷购自天津益力化学试剂有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 自由燃烧残留物样品的制备
取6 种橡胶样品各5 g, 分别放入石英坩埚中,用点火器直接点燃样品,自由燃烧至熄灭后,冷却至室温,分别制得SBS 和SEBS 燃烧残留物;采用同样的方法,以10 mL 汽油制成汽油自由燃烧残留物样品;取6 种橡胶样品各5 g,分别放入石英坩埚中,用玻璃注射器向每个坩埚内注入0.5 mL 汽油,并用点火器点燃,自由燃烧至熄灭后,冷却至室温,分别制得加载汽油混合燃烧的SBS 和SEBS 燃烧残留物(以下简称加载汽油后的燃烧残留物)。对得到的所有燃烧残留物分别用正己烷萃取,得到的萃取液超声振荡2 min, 用滤纸过滤后,蒸发至0.5 mL,备用。
1.2.2 GC-MS分析条件
气相色谱条件 载气为氦气,流速为20 mL/min,前柱压力为800 kPa。程序升温方式采用阶梯升温方法:初始温度设置为100 ℃,保持2 min;以5 ℃/min 的速度升至150 ℃,保持2 min;以8 ℃/min 的速度升至250 ℃,保持10 min。样品进样量为0.4 μL,分流比为10∶1;对于汽油燃烧残留物,因自由燃烧较充分,为保证出峰丰度,增加进样量至2 μL,不分流。
质谱条件 GC/MSD 接口温度为280 ℃,离子源温度为230 ℃,四极杆温度为150 ℃;电子轰击(EI)离子源采用70 eV 的电子能量;全扫描(SCAN)质量范围为50~500 aum。
1.2.3 Py-GC-MS分析条件
0.3 mg 样品经裂解器裂解后进入气相色谱-质谱联用仪。热裂解(Py)条件:炉温600 ℃,传输线温度350 ℃,裂解时间20 s。气相色谱(GC)条件:DB-1 色谱柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm);进样口温度300 ℃;分流比120∶1;进样量1 μL;载气为氦气(99.999%)。采用程序升温,初始温度设为40 ℃,保持2 min;10 ℃/min 升至140 ℃;20 ℃/min 升至290 ℃,保持10 min。质谱(MS)条件:全扫描,扫描范围m/z 29~500;EI 离子源,电离能量70 V;四极杆温度150 ℃, 接口温度280 ℃, 溶剂延迟3 min。
1.3 数据处理
采用Agilent MassHunter Qualitative Analysis Navigator B.80.00 数据分析软件分析各总离子流色谱图(TICs)。参照ASTM E1618—19[13]和GB/T 18294.5—2010[14],提取烷基苯(m/z 91、105、119、106、120和134)、茚满类(m/z 116、117、118、131 和132)以及稠环芳烃(m/z 128、142、156、170 和184)的EICs 谱图,通过NIST2014 质谱数据库检索各特征离子峰,确认匹配度大于70%的目标化合物。通过上述软件对峰进行自动积分,得到特征离子峰的相对峰面积,采用峰面积归一化法计算特征组分的相对含量;采用Matlab 软件将EICs 谱图进行二值化,使用corr2 函数计算SBS 和SEBS 燃烧残留物中烷基苯、茚满类及稠环类EICs 与汽油燃烧残留物对应EICs 的谱图相似度,从定量角度对干扰程度进行分析。
2 结果与讨论
火场汽油检验鉴定的基质干扰一般分为两种典型情形:(1)不存在汽油时检出了汽油,即“假阳性”;(2)火场中存在汽油,但由于背景物燃烧/热解产物的影响导致未检出,即“假阴性”[15,18]。本研究从“假阳性”和“假阴性”两方面对加载汽油前后的SBS 与SEBS 燃烧残留物进行成分分析。
2.1 TICs的对比分析
汽油燃烧残留物的TICs 如图1A 所示, 6 种橡胶样品燃烧残留物的TICs 如图1B~1G 所示,加载汽油后燃烧残留物的TICs 见电子版文后支持信息图S1A~S1F。
如图1A 所示,汽油燃烧残留物出峰较多,并且分布较均匀。实验所选取的两种SBS 的燃烧残留物的TICs 如图1B 和1C 所示,保留时间分别为3~8 min 和16~20 min 时的峰高显著高于8~16 min 的峰。图1D~1G 表明, 4 种SEBS 燃烧残留物的TICs 谱图特征相似,保留时间同样也可大致分为3 个区域:3~8 min、8~16 min 以及18~20 min,其中, 3~10 min 及18~20 min 区间的信号强度较高。综合对比图1A~1G 发现,与汽油相比, SBS 和SEBS 燃烧产物检出组分的数量较少。
加载0.5 mL 汽油后的两种SBS 燃烧产物在3~10 min 内集中出峰(电子版文后支持信息图S1A~S1B),16~22 min 内也有特征组分峰,但与汽油燃烧残留物(图1A)相比,加载汽油后SBS 的燃烧残留物与汽油峰形有较大差别,保留时间为10~16 min 时的差别尤为明显,因此会对汽油检验鉴定造成“假阴性”干扰。加载汽油后SEBS 的燃烧残留物在3~10 min 内集中出峰, 16~22 min 内有强度较高的特征峰(电子版文后支持信息图S1C~S1F),结合图1A 可知,其与汽油的峰形也存在较大差距,因此也容易产生“假阴性”干扰。为了更加准确地判断氢化处理前后SBS 与SEBS 燃烧残留物化学组分的变化情况,还需进一步对其EICs 进行分析。
2.2 EICs的对比分析
EICs 常用于分析判别火场燃烧残留物,根据ASTM E1618—19[13]和GB/T 18294.5—2010[14],对汽油燃烧残留物进行检验鉴定时,其特征组分中烷烃类物质不稳定,在火灾的高温和风化的作用下变化较大,而芳香烃物质较稳定,因此,本研究主要通过提取加载汽油前后SBS 和SEBS 燃烧残留物中的烷基苯、茚满类以及稠环芳烃等芳香烃组分进行分析。
2.2.1 烷基苯组分的分析
橡胶加载汽油前燃烧残留物和汽油燃烧残留物烷基苯的EICs 如图2 所示,对应加载汽油后燃烧残留物的EICs 见电子版文后支持信息图S2。
由图2A 可知,汽油燃烧残留物在保留时间3~10 min 内可检出多种烷基苯类组分,其中, C2 苯3 种,C3 苯6 种, C4 苯10 种,乙基苯、对二甲苯和邻二甲苯的相对峰面积较高。由图2B 和2C 可知,两种SBS燃烧残留物中均可检出3 种C2 苯、6 种C3 苯和多种C4 苯。将图2B 和图2C 与2A 对比可知, SBS 燃烧残留物峰形特征和保留时间都与汽油燃烧残留物一致,会对汽油鉴定存在较大干扰;由图2D~2G 可知,SEBS 燃烧残留物中可检出2 种C2 苯、3 种C3 苯、1 种C4 苯和1 种C5 苯,虽然也会对汽油鉴定造成干扰,但相较于SBS,由于加氢处理而失去丁二烯双键结构的SEBS 燃烧残留物中特征峰数明显减少,强度也减弱,因此对汽油鉴定的干扰比SBS 燃烧残留物小。
加载0.5 mL 汽油后, SBS 燃烧残留物中可检出3 种C2 苯、6 种C3 苯和10 种C4 苯(电子版文后支持信息图S2A 和S2B),检出特征组分种类与汽油燃烧残留物相似,但C2 苯的相对含量与汽油(图2A)相比存在一定差异, C4 苯峰强度也较弱;SEBS 燃烧残留物中均能检出C2、C3 和C4 苯(电子版文后支持信息图S2C~S2F),但C2 苯的3 种同分异构体的相对含量与汽油存在区别。因此,虽然加载0.5 mL 汽油后, SBS 和SEBS 燃烧残留物中烷基苯EICs 都发生了不同程度的变化,但二者的C2 苯的相对含量都与汽油不同,均会对汽油鉴定产生较强的“假阴性”干扰。
2.2.2 茚满类组分的分析
对加载汽油前后SBS 和SEBS 的燃烧残留物中的茚满类组分进行提取,其EICs 见电子版文后支持信息图S3。两种SBS 橡胶燃烧残留物中均检出茚满、茚、甲基茚满和二甲基茚满(电子版文后支持信息图S3A 和S3B),其中包括4 种甲基茚满和3 种二甲基茚满,该类特征组分的出峰位置、组分类别与峰形与汽油燃烧残留物(电子版文后支持信息图S3G)非常相似,因此对汽油鉴定的“假阳性”干扰较大。
在SEBS 燃烧残留物中仅可检出茚满类组分中的茚满和甲基茚满组分(电子版文后支持信息图S3C~S3F),分别仅有一个特征峰,同时检出多种橡胶制品常见的添加剂(主要有苯基异丙烯、乙烯基甲苯和环己基苯),相比于SBS(电子版文后支持信息图S3A 和S3B),与汽油燃烧残留物茚满类组分差异较大,即SEBS 燃烧残留物对汽油鉴定的“假阳性”干扰较小。
加载0.5 mL 汽油后, SBS 燃烧残留物中茚满类组分的相对含量发生改变,总体呈现出茚满占比增大、茚占比减小的趋势(电子版文后支持信息图S3H 和S3I),与汽油燃烧残留物的EICs(电子版文后支持信息图S3G)相比,甲基茚满与二甲基茚满含量相对偏低,因此容易造成“假阴性”误判;SEBS 燃烧残留物中茚满类组分EICs 与汽油EICs 类似(电子版文后支持信息图S3J~S3M),均能检出茚满、茚、甲基茚满和二甲基茚满等组分,但茚满和茚的相对含量与汽油燃烧残留物不同,容易造成“假阴性”误判。
2.2.3 稠环芳烃组分的分析
对加载汽油前后的SBS 和SEBS 燃烧残留物中稠环芳烃类组分进行提取,其EICs 见电子版文后支持信息图S4,两种SBS 燃烧残留物可检出萘、甲基萘和二甲基萘,并且整体峰形和保留时间与汽油燃烧残留物(电子版文后支持信息图S4G)几乎完全一致,对汽油鉴定的干扰较大(电子版文后支持信息图S4A 和S4B);所有SEBS 燃烧残留物中稠环芳烃组分仅能检出萘和甲基萘两种成分,其中,甲基萘只有1 个特征峰,化学组分类型和相对含量与汽油燃烧残留物存在较大差别,对汽油鉴定的干扰比SBS 燃烧残留物小(电子版文后支持信息图S4C~S4F)。加载0.5 mL 汽油后, SBS 燃烧残留物中可检出萘、甲基萘和二甲基萘(电子版文后支持信息图S4H 和S4I),但特征组分含量与汽油燃烧残留物存在差别(电子版文后支持信息S4G),因此容易出现“假阴性”误判。加载汽油后, SEBS 燃烧残留物也检出萘、甲基萘和二甲基萘等汽油鉴定的关键组分,同时整体峰形以及特征组分的相对含量与汽油的相似度较大,但甲基萘和二甲基萘的相对含量明显少于汽油燃烧残留物,所以在实际鉴定过程中也可能会出现“假阴性”误判(电子版文后支持信息图S4J~S4M)。
2.3 定量分析
上述研究表明, SBS 和SEBS 均会对汽油鉴定产生基质干扰。为进一步明确SBS 与SEBS 燃烧产物的区别以及对汽油鉴定的干扰大小,利用特征组分相对峰面积及EICs 图谱相似度两种方法对烷基苯、茚满类和稠环芳烃组分进行定量分析。
2.3.1 相对峰面积分析
(1)烷基苯组分分析基于加载汽油前后的SBS 和SEBS 燃烧残留物以及汽油燃烧残留物的烷基苯EICs 数据,计算C2 苯的3 个同分异构体的相对峰面积,结果列于电子版文后支持信息表S1 中。
表S1 直观地展现出加载汽油前后SBS 和SEBS 燃烧残留物中乙基苯、对二甲苯和邻二甲苯的相对峰面积在C2 苯中的占比。加载汽油前,两种SBS 和汽油燃烧残留物中对二甲苯的峰面积均大于邻二甲苯,而SEBS 502t、503t 和g1652 的燃烧残留物中均未检出邻二甲苯, SEBS g1651 中邻二甲苯的含量大于对二甲苯,虽然SBS 和SEBS 均会对汽油鉴定产生干扰,但失去双键结构的SEBS 干扰性小于SBS。加载汽油后, SEBS 燃烧残留物中C2 苯同分异构体的峰面积占比与其未加载汽油形成的燃烧残留物相比发生显著变化,各组分相对含量的整体变化趋势与汽油燃烧残留物接近,但相关组分的相对峰面积占比与汽油燃烧残留物仍存在差异。
(2)茚满类组分定量分析对加载汽油前后的SBS 和SEBS 燃烧残留物中茚满类组分中茚满和茚的相对峰面积占比进行定量分析,结果见电子版文后支持信息表S2。
由表S2 可知,在SBS 燃烧残留物与汽油燃烧残留物中都检出了茚满和茚,并且茚满相对含量均高于茚,而SEBS 燃烧残留物中未检出茚满,因此SEBS 产生的“假阳性”干扰程度大于SBS;加载0.5 mL 汽油混合燃烧后, SBS 和SEBS 燃烧残留物中茚满和茚的相对峰面积占比均不同程度地向汽油接近,但仍然与汽油存在较大差异,出现“假阴性”误判的概率仍较大。
(3)稠环芳烃组分定量分析对加载汽油前后的SBS 和SEBS 燃烧残留物中稠环芳烃组分进行定量分析,选取萘、甲基萘和二甲基萘3 种目标化合物计算其相对峰面积的占比,结果见电子版文后支持信息表S3。
由表S3 可知,在SBS 燃烧残留物中均检出萘、甲基萘和二甲基萘,而且相对峰面积占比差异不大;SEBS 燃烧残留物中只能检出萘和甲基萘,甲基萘的相对峰面积占比仅为0.1~0.2,而SBS 和汽油燃烧残留物中甲基萘相对峰面积占比达到了0.4 左右, SEBS 燃烧残留物中甲基萘的相对峰面积占比明显小于SBS 和汽油燃烧残留物。因此, SEBS 燃烧残留物对汽油鉴定的“假阳性”干扰小于SBS。加载0.5 mL汽油后, SBS 和SEBS 燃烧残留物均检出萘、甲基萘和二甲基萘,并且相对峰面积占比与汽油燃烧残留物的相似度增加,但仍有所差别,因此仍然可能会出现“假阴性”误判。
2.3.2 特征组分相似度综合分析
将加载汽油前后的SBS、SEBS 以及汽油燃烧残留物的烷基苯、茚满类和稠环芳烃类特征组分的EICs 谱图导入Matlab 并进行灰度化二值化,再利用corr2 函数计算每种物质与汽油燃烧残留物的EICs谱图相似度,结果见电子版文后支持信息表S4。由表S4 可知,加载汽油前, SBS 和SEBS 燃烧残留物中烷基苯类组分与汽油相似度差距不明显,但对于茚满类组分和稠环芳烃类组分, SBS 燃烧残留物和汽油燃烧相似度均明显高于SEBS 燃烧残留物,因此SEBS 的干扰性小于SBS;加载汽油后, SBS 燃烧残留物中茚满类组分与汽油燃烧残留物的相似度低于0.5, 4 种SEBS 仅为0.13~0.20,因此容易出现“假阴性”结论。将以上3 个维度的相似度依次作为空间坐标系的x、y 和z 轴,每个样品的3 组相似度作为三维坐标值,与汽油坐标点的欧式距离大小则可从3 个维度综合表现该样品对汽油燃烧残留物检验鉴定的干扰程度。图3A 为SBS 和SEBS 燃烧残留物与汽油燃烧残留物的相似情况,图3B 为SBS 和SEBS 加载汽油后燃烧残留物与汽油燃烧残留物的相似情况。由图3A 可知, 2种SBS 和4种SEBS 的重合度均较高,而相比于SEBS, 2种SBS的坐标点与汽油的距离更近,表明其对汽油检验鉴定产生“假阳性”干扰程度更大;由图3B可知,加载汽油后, SBS和SEBS的燃烧残留物与汽油仍有较大距离,会产生“假阴性”干扰。
2.4 裂解过程分析
燃烧产物与燃烧过程密切相关,高分子材料在燃烧过程中会发生一系列的复杂变化。本研究从定性和定量的角度分别对两类橡胶对汽油检验鉴定的假阳性和假阴性干扰程度进行了对比分析,但两类橡胶在燃烧过程中产生干扰汽油检验鉴定的特征组分的具体过程尚不清晰。为了更好地理解两类橡胶燃烧过程的区别,基于Py-GC-MS 技术,从裂解过程的角度进一步分析探讨了二者裂解产物的区别,对应的TICs 见图4。SBS 与SEBS 的Py-GC-MS 谱图中保留时间为0~5 min 的组分差异较明显, SBS 裂解在此时间段出现了3 种相对峰面积较高的产物,分别为苯乙烯、丁二烯及2 个丁二烯环化生成的4-乙烯基环己烯,而SEBS 只生成1 种相对峰面积较高的产物苯乙烯。
基于Py-GC-MS 的结果对SBS 和SEBS 裂解产物及其相对峰面积进行分析,相对峰面积大于1%的SBS 和SEBS 裂解产物及其保留时间和相对峰面积见电子版文后支持信息表S5 和S6。两种SBS 裂解产物中除了甲苯和乙苯等苯系物,其它均为烯烃或环烯烃,其中,苯系物的相对峰面积总和分别为6.77%和3.78%,烯烃和环烯烃的相对峰面积总和分别为75.15%和71.83%;4 种SEBS 的苯系物相对峰面积总和分别为5.05%、4.54%、3.57%和4.86%,烯烃或环烯烃组分的相对峰面积总和分别为48.29%、45.09%、38.79%和45.29%, SEBS 裂解产物中具有双键结构的特征组分含量显著低于SBS。SBS 可能会通过直接断裂生成苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙苯、甲苯或苯环等环类物质以及丁二烯。丁二烯之间可发生双烯合成反应而生成4-乙烯基环己烯, 4-乙烯基环己烯进一步芳香化生成苯乙烯。由于只有SBS可以断裂生成大量的丁二烯,因此4-乙烯基环己烯只在SBS 的裂解过程中被检出。同时,由于苯乙烯既可通过断裂直接生成,也可通过4-乙烯基环己烯的芳香化生成,因此裂解产物中含量最高的物质为苯乙烯,其次是通过断裂直接生成并在后期参与环化反应的丁二烯。
由于SEBS 化学结构中的苯环之间通过C—C 连接,因此在裂解过程中并未生成大量的丁二烯,只生成了乙苯、甲苯和庚烷。苯环之间大量的长链烷烃裂解形成不同碳数的长链烷烃和长链烯烃,这些长链烯烃都是二烯类烯烃。与SBS 裂解相同的是, SEBS 裂解产物中含量最高的也是苯乙烯,远高于其它物质;与SBS 的裂解过程不同的是, SEBS 裂解产物中并没有很多环类化合物,而是出现了较多长链或短链的烷烃和烯烃。庚烷和其它长链烷烃可能是由苯环之间的长链烷烃直接裂解断裂形成,而1-戊烯和5-甲基-1-庚烯推测是由苯环中不饱和的碳进一步裂解产生。基于以上对裂解产物的分析,推断SBS 和SEBS 裂解过程机理分别如图5A 和5B 所示。
由于氢化过程会对分子结构产生影响,因此, SBS 和SEBS 裂解产物和裂解过程均有较大差异。材料燃烧首先需要裂解,结合前述两种橡胶对汽油检验鉴定的干扰及干扰程度的讨论,可以发现C=C 结构与汽油检验鉴定的干扰程度有较强的相关性,具有C=C 结构的SBS 在裂解过程中会产生更多含双键结构的裂解产物。对比SBS 与SEBS 的裂解机理和裂解过程可知,无论是化学结构本身还是在燃烧/热解过程中,烯烃双键均会通过环化反应生成干扰汽油检验的特征组分,对汽油检验鉴定产生较强干扰。
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