ICS 83.060 G 40 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 2953 2019 丁苯橡胶 中苯乙烯 含量的测 定 红外光谱 外标法 2019-03-25 发布 2019-04-25 实施 河 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB13/T 2953 2019 I 前 言 本标准 按照GB/T 1.1-2009 给出的 规则 起草。本标准 由衡 水市 质量 技术 监督局 提出。本标准 由河 北省 工程 橡胶 标准化 技术 委员 会归 口。本标准 起草 单位：国 家工 程橡胶 产品 质量 监督 检验 中心。本标准 主要 起草 人：王月 红、王 河山、李 红、张 晓 力、王 淑兰、陈 丙瑞、吕 忠芮、郑薇、何 林楠。DB13/T 2953 2019 1 丁 苯橡胶 中苯乙烯 含量的 测定 红 外光谱 外标法 1 范围 本标准 规定 了利 用红 外光 谱外标 法（以下 简称 外标 法）对 丁苯 橡胶（SBR）生 胶中结 合苯 乙 烯（以下简称 苯乙 烯）含量 的测 定方法。本标准 适用 于丁 苯橡 胶中 苯乙烯 含量 的测 定。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日期的 引用 文件，仅 注日 期的版 本适 用于 本 文件。凡 是不 注日 期的 引用 文件，其最 新版 本（包括 所有的 修改 单）适用 于本 文件。GB/T 3516-2006 橡胶 溶剂抽 出物 的测 定 GB/T 8658 乳 液聚 合型 苯 乙烯-丁二 烯橡 胶生 胶结 合 苯乙烯 含量 的测 定 折光 指数法 SH/T 1592-1994 丁 苯生 胶中结 合苯 乙烯 含量 的测 定 硝 化法 3 原理 用外标 法，避开SBR 橡胶 中 丁二 烯 官能 团吸 收峰 的干 扰，直 接用 苯乙 烯标 准样 片测定SBR 中苯 乙烯的含量。在 橡胶 中如 有不 可提取 的芳 香族 物质，均 可能会 影响 本方 法的 测定 结果。4 试验条 件 试验室 的标 准温 度为235；相 对湿 度25%75%。5 试剂与 材料 除非另 有说 明，在分 析过 程中仅 使用 分析 纯的 试剂 和蒸馏 水或 同等 纯度 的水。5.1 无水乙 醇。5.2 聚苯乙 烯。5.3 聚丁二 烯。5.4 参比丁 苯橡 胶，苯乙 烯含 量 20%。5.5 氯仿。5.6 铝箔，厚度 在0.030 mm0.040 mm，具有 良好 的撕 裂 程度。6 仪器设 备 DB13/T 2953 2019 2 6.1 傅里叶 红外 光谱 仪，波 数 范围 为4000 cm-1400 cm-1，光谱 分辨 率 为 1.0 cm-1或 更高。6.2 索氏提 取器 装置，提 取装 置符 合 GB/T 3516-2006 中第 6 章 的规 定。6.3 薄膜制 样机，加 热最 高温 度 300，温控 精度1，带有循 环冷 却水。6.4 冷却盘，连 接有 循环 冷却 水。6.5 卡夹式 样品 模具 及样 品制 备环，样品 制备 环厚 度 为0.100 mm，制备 环内 直径 为 40 mm，外直 径为50 mm。6.6 电热恒 温干 燥箱，加 热最 高温 度 300，温控 精度 为 0.1。6.7 电子天 平，电子 天平 的绝 对精度 达 到0.1 mg。6.8 压片机，最 大工 作压 力 30 kN。6.9 外径千 分 尺，精 度 为 0.001 mm。6.10 量筒，容量 为100 mL，容 量允差 为 0.50 mL。6.11 加热板，最 高加 热温 度 为300，温 控精 度为1。7 样片制 备 7.1 测试样 片制 备步 骤 7.1.1 称取 约2 g 胶粒，放 入索 氏 提取器 中，量 取 100 mL 的 无水乙 醇溶 剂对 试样 抽 提6 h8 h。抽取后的试 样 在75 烘 箱中 干 燥至恒 重。7.1.2 打开卡 夹式 样品 模具，放 上 0.100 mm 的 样品 制备 环。取 0.20 g 经 抽提、干 燥 后的试 样，放在两片洁 净 的40 mm 40 mm 的铝箔 间，合上 模具。将 模具 放 在薄 膜制 样机 中加 热温度 至 150，加 热时长 3 min。快速 取出 带有 试 样的卡 夹式 样品 模具，放 入冷却 盘（有循 环冷 却水，冷却 水流 速大 于 0.2 L/min）中，再 将冷 却盘（带样品 和模 具）放入 压片 机中，施 加10 kN 的 压力，稳 压 15 min 20 min，待试样 完全 冷却 至室 温后 卸压，取 出试 样，揭 掉铝 箔，即 得到 样片，样片 厚度 应 在 0.030 mm 0.040 mm之间。7.1.3 按照上 述步 骤，压制3 个 样片。用千 分尺 准确 测量 样片厚 度，数值 精确 到 0.001 mm。每个 样片测试时，可 在样 片上 均匀 选取 3 5 个点 测试，求 取 厚度平 均值。7.2 丁苯橡 胶标 准试 样的 制备 7.2.1 准确称 量7 份 1.50 g 苯 乙 烯质量 百分 比浓 度 为20%的参比 丁苯 橡胶 胶粒（精 确到 0.1 mg），分别放 入带 有编 号 的7 个50 mL 的烧 杯中，依 次加 入 0 g、0.10 g、0.21 g、0.35 g、0.50 g、0.90 g、1.50 g 的聚 苯乙 烯，然后 向烧杯 中分别 加入 20 mL 氯仿溶 剂，静止 溶解 或放 在加热 板上 稍加 热溶 解（加热温度 不要 超 过50）。在溶解 过程 中，如果 氯仿 溶剂挥 发较 多，要及 时补 充氯仿 溶剂 至初 始刻 度。为使其 溶解 均匀，可 用玻 璃棒对 溶液 进行 缓慢 搅拌。待溶 解完 全后，将 烧杯 放在加 热板 上低 温（温 度在 50 左 右）加 热，让溶 剂充分 挥 发。即 可得 到苯 乙烯质 量百 分比 浓度 为 20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%的丁 苯橡 胶标 准 试样。以上操 作均 应在 通风 良好 的实验 橱中 进行。DB13/T 2953 2019 3 7.2.2 标准样 片的 制备 过程 同 7.1 中7.1.2、7.1.3 步骤。8 分析步 骤 8.1 测定测 试样 片和 标准 样片 的厚度。8.2 开启傅 里叶 红外 光谱 仪，预热设 备 30 min 后，设 定 采样分 辨率 为 2 cm-1，扫 描 次数 为32 次，背景扣除 时间 为 60 min，扫 描范围 为 4000 cm-1400 cm-1。8.3 以空气 为背 景执 行背 景扫 描。8.4 扫描样 片的 红外 光谱 吸收 图。8.5 基线校 正后，对 样 片 700 cm-10.5 cm-1处 的红 外吸 收 峰面积 积分，记 录积 分值。9 分析结 果 9.1 吸光系 数K 值的 计算 用苯乙 烯质 量百 分比 浓度 为20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%的丁 苯 橡胶标 准样 片（每 种浓度三 个标 准样 片）按8.1 8.5 求出 积分 面积。根 据 朗伯-比尔 定律，即 公式（1），分别 求出 同浓 度下吸光 系数K值 的平 均值，最终吸 光系 数K 值取 七种 标 准样片 的平 均值（精 确到 小数点 后四 位）。c bAK.(1)式中：K 苯乙 烯的 吸光 系数；A700 cm-10.5cm-1处 吸收峰 积分 面积；b 测试 材料 的厚 度，单 位为mm；c 苯乙 烯的 质量 百分 比 浓度。每 种 苯乙 烯 质量 百分 比浓度 的 丁苯 橡 胶标 准样 片的三 个 样片 测得 的K值 与 三个样 片 的平 均值 偏 差不应大 于3%，且 每三 个样 片K值 的平 均值 与七 种不 同 浓度的K值 平均 值之 间的 偏 差不应 大于3%，否则 应重新制 备标 准样 片并 求取K 值。9.2 待测样 片中 苯乙 烯含 量的 测定 根据朗 伯-比尔 定律，由公 式（1）导 出苯 乙烯 质量 百 分比浓 度c 的计 算公 式（2），按 公式（2）求出待测 样片 中的 苯乙 烯质 量 百分 比浓 度c。检测 结果 取三片 样片 的平 均值，且 三片样 片测 得的 质量 百 分比浓度c与 三片 样片 质量 百 分比浓 度的 平均 值偏 差不 应大于3%。b KAc.(2)10 试验报 告 实验报 告至 少应 包括 下列 内容：a)本标准 的名 称及 编号；b)识别样 品的 详细 说明；DB13/T 2953 2019 4 c)试验结 果；d)在测定 过程 中观 察到 的任 何异常 现象；e)试验人 员、日期。