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法庭科学中橡胶助剂的检验及相关探究

2014-10-21姜晓佳张海

华人时刊·下旬刊 2014年5期
关键词:橡胶检验

姜晓佳 张海

【摘要】在公安机关侦破案件中遇到的各类案件现场中,经常可提取到橡胶类物证检材。首先要进行橡胶种类的认定,其次要对各种助剂进行检验。

【关键词】橡胶;检验;橡胶助剂

中图分类号:D92 文献标识码A: 文章编号:1006-0278(2014)05-135-01

在各类案件现场中,经常可以提取到橡胶物证检材,橡胶是法庭科学中最常见的物证之一。橡胶种类的鉴定和其助剂鉴定都是重要的依据,及时准确地检验提取到的橡胶物证检材,可以为侦破案件提供线索、指明方向,为证实犯罪提供科学的依据。

一、硫化剂的检验

硫化剂是指能使橡胶曲线由线性结构变成网状结构(或体型),并能降低生胶的塑性而使其变为弹性的物质。

(一)硫磺硫化剂的检验

1.游离硫磺的检验。如橡胶中含有游离硫磺时,可采用苯/乙醇体积比1:1的溶液作为溶剂回流抽出2-4ml,抽出液进行浓缩后,采用薄层色谱法进行检验。用硅胶G板,以正庚烷作展开剂,叠氮钠为显色剂,叠氮钠与硫磺在碘的催化下发生反应,并用已知硫磺做比对加以确定,也可以用氧瓶法进行鉴定。

2.结合硫磺的检验。橡胶检材经丙酮和苛性钠(或苛性钾)乙醇液抽出游离硫、促进剂和助剂后,采用氧瓶燃烧法进行鉴定。用10%过氧化氢吸收,加热除去二氧化碳,滴加10%氯化钡溶液,有白色沉淀析出,证明有结合硫存在。

(二)非硫磺硫化剂的检验

1.酚醛树脂的检验。天然胶、丁基胶、丁腈胶常用酚醛树脂作硫化剂。对于这类橡胶,可以将硫化后橡胶中剩余的酚醛树脂用丙酮或乙醇抽出,采用薄層色谱法进行检验。以甲苯/乙醇/二氯甲烷体积比为2:1:0.2作为展开剂,以10%三氯化铁为显色剂,在100℃下加热10分钟,不同种类的酚醛树脂可呈现不同的颜色。

2.环氧树脂的检验。氯磺化聚乙烯胶和丁二烯类胶等常用环氧树脂作交联剂。可用丙酮将橡胶中残余的未交联的环氧树脂抽出,用喜夫试剂与之作用,结果溶液显玫瑰红色。

二、防老剂的检验

防老剂是指能抵制橡胶发生老化现象的物质。橡胶制品中的防老剂可用乙醇抽出后,再进行定性和定量分析。检验防老剂的方法有很多,通常有显色法、薄层色谱法、高效液相色谱法、紫外光谱法和荧光光谱法等。

(一)显色法

大多数防老剂是大分子的芳香酚类和醛类物质,用检验酚类和醛类物质的显色剂与之反应,不同的防老剂将会显现不同的颜色。常用的显色剂有硝酸铈试剂、三氯化铁和铁氰化钾混合液、米隆试剂、利伯曼试剂、氯化重氮对硝基苯、一氯化碘、硝酸:硫酸(2:50)或硝酸:硫酸(50:2)。

(二)薄层光谱法

采用硅胶板,以苯、甲苯、1,2-二氯乙烷和三氯甲烷等试剂作为展开剂。将防老剂用乙醇抽出后浓缩成点样,以苯/乙醇/浓氨水(100:0.5:0.05)为展开剂,先喷2%的二氯苯醌氯酰亚胺,然后再喷含有一定量乙醇的四硼酸钠水溶液作为显色剂,根据斑点颜色和Rf值的不同,可以对防老剂加以鉴别。

(三)高效液相色谱法

应用高效液相色谱法对橡胶中的防老剂进行分离与鉴定,可以通过改变固定相的种类、选择多种类型和浓度的流动相,来对其进行区分。色谱柱可以用硅胶及硅胶-ODS,流动相为甲醇、甲醇/三氯甲烷或正己烷/乙醇、正己烷/异丙烷等,用紫外检测器进行检测,均能达到分离与鉴定效果。一般防老剂均可通过改变流动相达到相互分离与鉴别的目的。

(四)紫外及导数光谱法

橡胶中的防老剂用无水乙醇抽出后,可采用紫外光谱法及其导数光谱法进行检验。

三、炭黑的检验

能够提高橡胶强度(如抗撕裂强度、定伸强度、耐磨强度)的物质叫做补强剂,起填充作用降低成本的物质叫做填充剂,补强剂主要是炭黑。填充剂一般是碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、陶土、纤维、石棉等。不同种类橡胶所用炭黑种类不同,扫描电镜检验炭黑的基本聚熔体形态和粒径分布。

(一)切片法

一般采用液氮冷冻法和甲丁酯包埋法,因为液态氮可以将物体的温度瞬间降低,冷冻法正是利用这个性质将橡胶用液氮降温至玻璃化温度,然后对其进行切片。甲丁酯包埋法较为复杂,用甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯/过氧化苯甲酰(固化剂)按3:7:0.4比例混合,再将橡胶样品混合进去,在70℃下放置5h,将其固定在夹膜上,用切片机将胶样切成适度薄片,用扫描电镜进行检验。

(二)喷撒法

先将橡胶中的炭黑组分先分离出来,分离的方法有热分析法、管式炉法和硝酸氧化法等。然后将其喷撒在带火棉胶的铜网上,放入电镜样品室进行检测。

四、增塑剂的检验

橡胶增塑剂在橡胶生产中应用广泛,这是因为增塑剂能使橡胶分子间的作用力降低,从而降低橡胶的玻璃化温度,增加其可塑性、流动性,便于压延、压出等成型操作。橡胶中的增塑剂在硫化中一般不参加反应,可用丙酮/氯仿(1:1)抽出来,再用薄层色谱法、红外光谱法等进行鉴定。

(一)薄层色谱法

用三氧化二铝干板,以己烷/乙酸乙酯(85:15)、环己烷、乙醚/石油醚(1:4)和己烷作为展开剂,展开后用碘熏显色;或用硅胶G板,以己烷/二氯甲烷(1:1)和苯/三氯甲烷(1:1)作为展开剂,分别以10%的磷铝酸和香草醛/硫酸/无水乙醇(7g:0.5mL:100mL)作显色剂,根据斑点颜色和Rf值进行区分鉴别。

(二)红外光谱法

先对增塑剂进行分离,浓缩后涂在NaCl或KBr盐片上,进行红外光谱扫描,所得结果与已知标准图谱进行对照即可。利用红外光谱法对橡胶中增塑剂进行检验是很方便的。

五、结论

橡胶助剂的种类很多,只有充分了解并掌握橡胶助剂的各种检验方法,才能对送检的橡胶物证,及时采取快速的方法来进行橡胶助剂的各种检验,得出准确的结论,真正服务于公安基层实际办案。

参考文献:

[1]王彦吉.微量物证与毒物毒品分析[M].北京:中国人民公安大学出版社,2001:115-129.

[2]王俭.微量物证分析[M].北京:警官教育出版社,1998:124-130.

[3]姜红.微量物证检验及应用[M].北京:中国人民公安大学出版社,2011:124-133.

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