一种结合苯乙烯含量的定量分析方法
【专利摘要】本发明提供一种首先采用微波萃取与微波消解的方法对含有结合苯乙烯的样品进行预处理，然后进行结合苯乙烯含量测试的方法。与GB／T13646-1992中的样品预处理方法比较，本发明提供的样品预处理方法大大缩短预处理的时间，同时避免传统前处理方法因使用试剂量大而产生的大量有害气体对环境污染和对实验人员的身体危害，同时提高工作效率，减少试剂的用量，降低空白值，提高检测结果的准确性。
【专利说明】一种结合苯乙稀含量的定量分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶加工助剂分析【技术领域】，具体涉及一种结合苯乙烯含量的定量分析方法，尤其涉及采用微波萃取与微波消解方法对待测样品进行预处理，然后进行结合苯乙烯含量测定的定量分析方法。
【背景技术】
[0002]未来汽车行业将高速发展，轮胎用量更是突飞猛进，同时也带动橡胶及橡胶助剂行业的大力发展。因此，对橡胶及橡胶助剂的预处理和定量分析变的非常重要。
[0003]目前检测橡胶及橡胶助剂中结合苯乙烯含量的方法主要有:折光指数法、臭氧分解法、分光光度法、红外光谱法、裂解气相法和热失重分析法，其中，最常采用的是GB /T13646-1992《橡胶中结合苯乙烯含量的测定分光光度法》，但是该方法存在以下缺点:(I)需要对样品进行抽提和硝化处理后再进行结合苯乙烯含量的测定，而样品预处理通常需要22?26小时,不仅耗时,稳定性差,而且所使用的硝化处理方法对环境污染较大,对人体伤害较高；(2)采用GB / T13646-1992进行结合苯乙烯含量测定过程中，为保证测定试液的吸光度值介于0.3-0.8之间，应使试样质量(以克计)乘以估计的结合苯乙烯百分含量等于4.5。若结合苯乙烯含量完全未知,则称取试样量为:生胶0.4g,硫化橡胶1.0g。这给实际的实验操作带来难度或不便，具有一定的局限性。
[0004]因此，需要一种更简洁、快速、准确、对环境污染更小、对人体伤害更低的检测方法。
【发明内容】
[0005]为了实现上述目的，本发明提出一种采用微波萃取和/或微波消解方法对待测样品进行预处理的方法。
[0006]微波萃取方法通常是利用电磁场的作用使固体或半固体物质中的某些有机物成分与基体有效的分离，并能保持分析对象的原本化合物状态的一种分离方法；微波消解方法通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液(各种酸、部分碱液以及盐类)和试样，从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化(也有敞开容器微波消解的，不予讨论)。该方法具有处理时间短、稳定性高、对环境污染小，实验重复性、重现性好，分析结果准确率高，误差小的特点。
[0007]本发明的另一个目的在于提供对微波消解处理后的样品进行结合苯乙烯含量测定的方法。
[0008]本发明结合苯乙烯含量的测试方法，适用于充油、充油充炭黑和无充油的各种类型乳聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶(结合苯乙烯含量约4%?45%);高苯乙烯丁苯橡胶(结合苯乙烯含量约为20%?60% );高苯乙烯树脂(结合苯乙烯含量约为70%?90% );含有丁苯橡胶的混炼胶和硫化胶(如丁苯橡胶与其他橡胶和/或橡胶添加剂的混炼胶和硫化胶)；苯乙烯嵌段共聚物等含有结合苯乙烯的产品。[0009]一种试样中结合苯乙烯含量的测定方法，按照以下方法进行测试:
[0010]1、试样预处理
[0011]步骤1，将试样制成(如采用剪碎或冷冻粉碎的方法)尺寸小于2_3的颗粒，称取一定量(Hl1)试样置于微波萃取罐中，加溶剂进行微波萃取，萃取后的试样经过过滤，在70-100°C烘箱中干燥至恒重(m2)，得到烘干样品，根据公式(a)计算抽出物质量百分含量X，% ；
[0012]或者按照步骤I'(参考GB / T3516-1994)进行操作:将试样制成(如采用剪碎或冷冻粉碎的方法)尺寸小于2_3的颗粒，称取一定量(Hl1)试样置于快速抽提装置中，加入溶剂抽提6-8小时，抽提后试样在70-100°C烘箱中干燥至恒重(Hi2)，得到烘干样品，根据公式a计算抽出物质量百分含量X，％。
【权利要求】
1.一种试样中结合苯乙烯含量的测定方法，包括以下步骤: 步骤1，将试样制成尺寸小于2mm3的颗粒，称取一定量(m1)试样置于微波萃取罐中，加溶剂进行微波萃取，萃取后的试样经过过滤，在70-100°C烘箱中干燥至恒重(m2)，得到烘干样品，根据公式(a)计算抽出物质量百分含量X，% ； 或者按照步骤1'进行操作:将试样制成尺寸小于2mm3的颗粒，称取一定量(m1)试样置于快速抽提装置中，加入溶剂抽提6-8小时，抽提后试样在70-100°C烘箱中干燥至恒重(m2)，得到烘干样品，根据公式(a)计算抽出物质量百分含量X，% ；
2.根据权利要求1所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，所述的试样为无充油丁苯橡胶、充油型丁苯橡胶、含有丁苯橡胶的混炼胶和含有丁苯橡胶的硫化胶、闻苯乙稀丁苯橡I父和闻苯乙稀树脂。
3.根据权利要求1-2任一项所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，所述的充油型丁苯橡胶为填充了芳香烃油或环烷烃油的乳聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶；所述含有丁苯橡胶的混炼胶和含有丁苯橡胶的硫化胶为丁苯橡胶与天然橡胶、顺丁橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶中至少一种组成的混炼胶和硫化胶，丁苯橡胶与硫化剂、促进剂、防老剂、增塑剂、粘合树脂中至少一种组成的混炼胶和硫化胶，以及丁苯橡胶与天然橡胶、顺丁橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡 胶中至少一种和硫化剂、促进剂、防老剂、增塑剂、粘合树脂中至少一种组成的混炼胶和硫化胶；所述无充油丁苯橡胶为未充油的乳聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶。
4.根据权利要求1所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，所述步骤I和步骤P的试样与溶剂的配比为0.5-5.0g试样/ 8~30mL溶剂，所述溶剂为丙酮或丙酮-三氯甲烷的混合物。
5.根据权利要求4所述的溶剂，其特征在于，当测试样品为充油型丁苯橡胶、含有丁苯橡胶的混炼胶、高苯乙烯丁苯橡胶或者高苯乙烯树脂时，用丙酮作为溶剂；当测试样品为含有丁苯橡胶的硫化胶时，用丙酮-三氯甲烷的混合物作为溶剂，且丙酮与三氯甲烷的体积比为 20: 80 ~40: 60，优选 30: 70 ~35: 65。
6.根据权利要求1所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，所述步骤I中的微波萃取条件为:电源220V±10%，环境温度15-30°C，相对湿度20% -80%，功率400-800W，萃取温度90-120°C，40min升温至萃取温度并在此温度下保持20min。
7.根据权利要求1所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，所述步骤2中的微波消解条件为:电源220V+10%，环境温度15-30°C，相对湿度20% -80%，功率400-800W，消解温度150-180°C，45min升温至消解温度并在此温度下保持30min。
8.根据权利要求1所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，所述步骤2中的烘干样品与浓硝酸的配比为0.045g~0.3g烘干样品/ 8~20mL浓硝酸。
9.根据权利要求1-3任一项所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，所述步骤6中的稀释倍数为:当测试样品为无充油丁苯橡胶、充油型丁苯橡胶和含有丁苯橡胶的硫化胶时，储备试液稀释I~5倍；当测试样品为含有丁苯橡胶的混炼胶和高苯乙烯丁苯橡胶时，储备试液稀释4-10倍；当测试样品为高苯乙烯树脂时，储备试液稀释15-30倍。
10.根据权利要求1所述的试样中结合苯乙烯含量的测定方法，其特征在于，当试样为无充油的丁苯橡胶和高苯乙烯树脂时，可按如下步骤进行: 步骤I，准确称取一定量的试样，置于微波消解罐中，加一定量浓硝酸进行微波消解，待消解完成将溶液自然冷却至室温(25°c )，得到反应溶液； 步骤2，将反应溶液移至烧杯中，用5mol / L氢氧化钠水溶液和硝酸调节反应溶液pH值为1.0-1.1，自然冷却至室温； 步骤3，将步骤2所得溶液移至分液漏斗I中，加入40mL-70mL的乙醚萃取，水层倒入原烧杯，乙醚层用25mL的饱和氯化钠溶液萃取；萃取后的水层倒入原烧杯中，乙醚层倒入盛有5g-10g无水硫酸钠的烧杯中,干燥后移至分液漏斗2中；以上操作重复3次,每次乙醚萃取液使用同一无水硫酸钠干燥；步骤4，在分液漏斗2中加入50mL-60mL的0.1mol / L氢氧化钠溶液萃取，萃取后得到的氢氧化钠溶液层放入250mL容量瓶R中；重复用0.1mol / L氢氧化钠溶液萃取三次；步骤5，将步骤4中四次萃取后得到的氢氧化钠萃取液合并在250mL容量瓶R中，用0.1mol / L氢氧化钠溶液定容至刻度，摇匀，得到储备试液；用0.1mol / L氢氧化钠溶液将储备试液稀释至一定倍数，得到测定试液，，使测定试液在测试波长的吸光度为0.2-0.8 ；步骤6，以0.1mol / L氢氧化钠溶液为参比液，用紫外-可见分光光度计测定试液在265nm、274nm和285nm处的吸光度； 步骤7，根据式(b)~(e)计算试样中结合苯乙烯的质量百分含量Wt，% ； Wt0/0=WH1 式(b)
【文档编号】G01N1/44GK103674878SQ201310730916
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】李秋荣, 胡小娜, 房彩琴, 宋传全, 董栋 申请人:北京彤程创展科技有限公司