一种基于示踪剂顶空气相色谱技术测定无机填料吸油值的方法与流程

本发明涉及无机填料吸油值的检测，尤其涉及一种利用顶空气相色谱法准确测定无机填料吸油值的方法。

背景技术：

1、吸油值即固定量无机填料对液体油或溶液吸附能力的度量。它通常以质量或体积的形式表示，表示单位质量或单位体积的无机填料能够吸附多少油或溶液，是评价无机填料化学组成、纯度、表面化学性质、粉体粒度、比表面积、吸附性能的一项重要参数。对于吸油值高的无机填料，如高岭土、caco3及baso4等，其结构复杂，比表面积较大，粒径较小，不饱和吸附程度较高，化学活性较大，浸润性较强，与聚合材料之间相容性较好，所以测量无机填料的吸油值对于评估填料性能、质量控制和材料选择具有重要意义，同时，它也可以在废水处理、油漆涂料等应用领域中帮助研究人员确定最合适的无机填料。因此，一种快速、准确测定无机填料吸油值的方法对无机填料的生产工艺控制、产品质量保证和产品应用具有重要指导意义。

2、目前，测定无机填料吸油值的方法有吸油计法和手工法。对于吸油计法(即国标中的a法)，该方法需要高精度滴定管以获得精确读数，目前德国布拉本德(brabender)c型吸油计是全世界唯一标准的吸油能力分析测试仪器，市场较小，大部分高校实验室和小型工厂没有该仪器，无法通过该方法测定样品吸油值。对于手工法(即国标中的b法)，其原理是：将已知质量的无机填料样品放于玻璃平皿上，用已知质量的盛有油滴的滴瓶缓慢滴加油滴，在滴加过程中用玻璃棒不断进行翻动研磨，使油与全部无机填料样品粉末颗粒浸润均匀，临近终点时需更加缓慢地滴加，每一滴油加入后都需充分研压调和。样品起初呈分散状，后逐渐成团至全部被油所润湿，当样品与油黏结形成一整团星膏状，且恰好不裂不碎，而玻璃平皿上又无油迹时，即为滴定终点。该方法操作简单，整个实验过程需在短时间内(4min～6min)快速完成。但是，该方法操作过程中研压调和的速度、时间，以及判断终点时的状态(可为细条状或扁平状或小块状)都会对实验结果造成影响，对实验人员的操作要求高，方法重复性较差，导致测量结果误差较大。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可快速检测、检测结果准确度高、操作简便的基于示踪剂顶空气相色谱技术测定无机填料吸油值的方法，克服了目前测定无机填料吸油值的方法所存在的弊端。

2、本发明提供了一种基于示踪剂顶空气相色谱技术测定无机填料吸油值的方法，其特征在于，包括如下步骤：

3、(1)样品制备：称取无机填料置于顶空瓶中，加入示踪剂混合溶液，不断旋转顶空瓶，无机填料被示踪剂混合溶液润湿后，密封顶空瓶；

4、(2)样品检测：将步骤(1)中的顶空瓶放入顶空进样器中，平衡一段时间后，采用气相色谱法检测顶空瓶中示踪剂的信号值；

5、(3)吸油值计算：根据建立的吸油值与示踪剂信号值的理论模型，计算得出无机填料的吸油值。

6、本发明基于示踪剂顶空气相色谱技术测定无机填料吸油值，该方法操作步骤简便，样品制备简单，通过测定样品中示踪剂的信号值来计算吸油值，能实现对无机填料吸油值的快速批量检测，特别适用于工业上规模化检测。同时，气相色谱仪应用领域广泛，技术成熟，顶空气相色谱技术可提供较高的灵敏度和良好的重复性，能够检测到微量的吸油变化并获得准确的结果，对于无机填料的吸油性能评估具有重要意义，可帮助确定无机填料的吸油能力以及其在各种应用中的适用性。

7、在一些本发明的实施例中，所述步骤(1)中的所述无机填料的进样量为0.3～1.0g。

8、本发明通过控制无机填料的进样量以提高实验的安全性和准确性，由于无机填料的进样量越大，吸油值也会随之增大，对于吸油值较大的无机填料，如果进样量过小，会导致实验结果不准确，如果进样量过大，样品可能会随着采样器进入系统，影响检测的结果同时造成仪器污染。此外，无机填料的进样量过大会使顶空瓶内发生反应后温度、压力急剧升高，易发生漏气现象。

9、在一些本发明的实施例中，所述步骤(1)中的示踪剂混合溶液的进样体积为20～30μl。

10、本发明进一步配合无机填料的进样量，筛选控制了示踪剂溶液的进样体积，保证了检测的精度，避免过度负荷柱和仪器且确保了仪器的分辨率和灵敏度，同时避免示踪剂溶液的进样体积过大导致示踪剂信号过强，超出检测范围。

11、在一些本发明的实施例中，所述步骤(1)中的示踪剂混合溶液为示踪剂和酯类化合物的混合溶液，其中示踪剂与酯类化合物的体积比为(0.5～2)：10000。

12、由于酯类化合物在化学性质上与无机填料的吸附性质较为接近，且酯类化合物通常具有较好的稳定性和可重复性，可通过选择适当的酯类化合物，根据需要控制其浓度和性质更好地调节实验条件，从而准确地模拟无机填料在实际应用中的吸油情况，且吸油实验结果可靠和可比较。因此，本发明选用酯类化合物用于测量无机填料的吸油值，通过示踪剂来监测顶空瓶中剩余的酯类化合物的含量，从而计算无机填料的吸油值。

13、在一些本发明的实施例中，所述步骤(1)中的示踪剂为甲苯。

14、由于甲苯具有较低的沸点、较高的挥发性以及在常见的有机溶剂中具有良好的溶解性，可以与样品充分混合，从而提高实验的均匀性和准确性，同时，相比其他有机溶剂，甲苯的毒性较低，使用相对较安全。这使得甲苯作为示踪剂在实验中更为可靠和可接受。

15、在一些本发明的实施例中，所述步骤(1)中的酯类化合物为邻苯二甲酸二辛酯。

16、邻苯二甲酸二辛酯在常见的有机溶剂中具有良好的溶解性，可以与无机填料充分接触，促进吸附过程的进行，同时，邻苯二甲酸二辛酯的结构和性质与一些常见的油类和脂肪相似，与许多无机填料的吸附性质较为接近。因此，邻苯二甲酸二辛酯可较好地模拟填料在实际应用中的吸油情况。另一方面，邻苯二甲酸二辛酯具有较大的分子量和较低的挥发性，因此通过测量邻苯二甲酸二辛酯的质量变化或体积变化可准确测量填料的吸油值，测量方法相对简单，易于操作和控制。

17、在一些本发明的实施例中，所述步骤(1)中的无机填料为硅酸盐填料、硫酸盐填料、碳酸盐填料或硼酸盐填料中的一种。

18、在一些本发明的实施例中，所述步骤(2)中所述顶空进样器的平衡温度为90～110℃。

19、在一些本发明的实施例中，所述步骤(2)中顶空进样器的平衡时间至少为7min。

20、本发明通过筛选控制适当的平衡温度和足够的平衡时间以提高分离效果，使得样品组分得到更好的分离，同时控制平衡温度和平衡时间可保证实验的稳定性和可重复性，并保持色谱柱和检测器等元件的稳定，从而减小检测条件变化对信号值的影响，提高分析结果的准确性和重复性。

21、在一些本发明的实施例中，所述步骤(2)中的气相色谱法采用氢火焰离子检测器。

22、氢火焰离子检测器具有高灵敏度、强通用性、响应速度快的优点，对大多数有机化合物都具有很高的灵敏度，且具有宽线性范围，可以在较宽的浓度范围内进行定量分析，可以实现可靠、稳定的实时分析和快速检测，适用于重复、大批量检测。

23、通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：

24、本发明基于示踪剂顶空气相色谱技术测定无机填料吸油值，该方法样品制备简单，通过测定样品中示踪剂的信号值来计算吸油值，能实现对无机填料吸油值的快速批量检测，特别适用于工业上规模化检测。

25、本发明利用示踪剂顶空气相色谱技术测定无机填料吸油值，该检测方法操作简便，且有效地提高了检测的精确度，克服了现有方法存在的操作繁琐、误差偏大、耗时效率低等弊端。

26、本发明利用气相色谱法测量无机填料吸油值，气相色谱仪应用领域广泛，技术成熟，顶空气相色谱技术可提供较高的灵敏度和良好的重复性，能够检测到微量的吸油变化并获得准确的结果，对于无机填料的吸油性能评估具有重要意义，可帮助确定无机填料的吸油能力以及其在各种应用中的适用性。