乙丙橡胶气味检测与分析

孙宏伟，刘善文，孟宪坤（吉林石化公司有机合成厂，吉林 吉林 132022）

乙丙橡胶气味检测与分析

孙宏伟，刘善文，孟宪坤
（吉林石化公司有机合成厂，吉林 吉林 132022）

从理论上分析了乙丙橡胶刺激性气味的来源，介绍了目前气味的检测方法，并通过实验对比分析，进一步明确影响乙丙橡胶气味的因素。

乙丙橡胶；气味来源；检测

随着人们对环保要求的不断提高，许多车企对内饰件的气味残留提出了更高的标准。三元乙丙橡胶作为汽车内饰件重要的原材料，其合成过程中残留的单体、溶剂、添加剂等有机物质在日常使用过程中逐渐挥发，产生强烈的刺激性气味，直接影响乘车人的主观感受。对这些复杂的挥发性有机物进行有效检测，对于指导生产、控制产品质量具有重要意义，然而目前乙丙橡胶挥发性有机物的残留并没有统一的检测及评价标准。

1　乙丙橡胶生产现状

乙丙橡胶是乙烯、丙烯共聚物或乙烯、丙烯和少量的二烯烃（多为ENB）的共聚物，即二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。乙丙橡胶因其主链结构饱和度较高，具有优良的耐腐蚀、耐老化性，广泛用于汽车部件、防水卷材、电线电缆保护套汽车密封件等领域[1]。

根据市场调研及用户反馈，部分橡胶在后期混炼加工过程中，会产生大量的刺激性气味，对加工工艺产生不利影响，甚至影响产品的最终性能。乙丙橡胶的实际生产中也发现不同牌号、不同控制工艺生产的成品其气味有时存在较大差别，说明不同的生产线工艺合成过程中单体转化率、溶剂闪蒸回收、添加剂洗涤脱除等存在一定差异，导致产品残留有机物的挥发程度不同。

2　乙丙橡胶气味的来源

橡胶气味的根源在于合成过程中加入的各种单体、溶剂、添加剂等有机物的逐渐挥发所致。分析认为吉化乙丙橡胶刺激性气味主要来自以下几个方面：

（1）ENB ENB作为乙丙橡胶的第三单体，其在聚合液中的活性相对乙烯、丙烯较低，单体转化率较低，后续工艺中对ENB的闪蒸回收不完全容易造成成品胶中存在残留的ENB。

ENB本身具有较强的刺激性气味，ENB残留量较大，必然加大成品胶的异味。实际生产中也发现三元胶（ENB型）确实比二元胶的刺激性气味要大。

（2）己烷 作为溶液合成工艺中的溶剂，正己烷伴随乙丙橡胶合成的整个生产工艺，通过逐级闪蒸与胶液分离，然而对溶剂很难做到完全充分的闪蒸回收，部分己烷残留在成品胶中，在储存或加工、使用过程中逐渐挥发，对产品的刺激性气味造成不利影响。

（3）残留催化剂 主催化剂、助催化剂都具有较强的刺激性和腐蚀性，乙丙橡胶生产过程中，在通过甲醇与残留催化剂反应，并用碱液洗涤除去胶液中的残余催化剂，通过控制产品中钒含量控制成品胶中残余催化剂在10 ppm以下。残余催化剂偏高也会对橡胶的气味造成不利影响。

3　乙丙橡胶气味的检测

3.1气味检测的方法

关于橡塑材料有害气体的检测与评价包括气体检测和气味检测两种形式。目前挥发性有害气体的检测相对成熟，主要是室内空气质量检测和大气环境质量检测，国家环境保护部（国家环保局）、国家质量监督检验检疫总局等都曾出台一系列相关标准，主要通过气相色谱法、分光光度计法等对空气中的苯、甲苯、二甲苯、甲醛、TVOC（总挥发性有机物）进行定性、定量分析[2～5]。

气味是橡塑制品挥发出的各种气体混合后的综合体现，其成份相对复杂，无法用一种或几种有害气体的定性、定量指标对产品的气味进行有效衡量。因此对于橡塑制品的刺激性气味，目前尚未有统一的定性定量检测标准与评价方法。一些专业检测机构和大型车企对橡塑制品气味的检测，大多也是根据一些企业的内部标准，经过一定处理后以人的主观感受进行评定分级。

青岛科标化工分析检测有限公司在密封空间对橡胶样品进行热处理后，对采集的气体样品依据标准VDA 270，由专业气味分析工程师靠嗅觉进行气味等级评定。大众汽车、通用汽车等大型车企，分别依据企业内部标准PV3900、GMW3205，由质保部专业的气味检测工程师依靠嗅觉对采购的汽车内饰件进行气味检测，并根据刺激性气味的大小在1～5之间进行打分，多组测试平均分在一定范围内（根据企业要求规定）为合格[6～8]。

3.2乙丙橡胶气味检测分析

为了有效降低产品的刺激性气味，对不同牌号、不同批次的产品进行取样，通过实验对比不同产品的刺激性气味情况，分析乙丙橡胶刺激性气味的来源，为进一步优化生产工艺提供依据。

（1）实验样品

实验所用乙丙橡胶为吉林石化公司产品，样品各项相关指标如表1所示。

表1　各牌号样品质量指标

（2）样品处理

将表1中各个样品制成大小相近的小块，分别称取20 g样品放于白色玻璃密封瓶中并进行编号，将样品瓶同时放入恒温箱中40 ℃恒温处理24 h，之后在同一实验室自然冷却至室温。

（3）气味分析

对热处理后的各组样品由5个分析工程师依靠嗅觉同时进行气味对比分。结果如下：

a. 样品A气味相对其他样品明显气味较小。说明二元胶刺激性气味相对较小，第三单体的加入会使乙丙胶的刺激性气味增大。

b. 对比B1、B2样品，发现B2样品气味较大。B2样品催化剂残留较大，说明催化剂的残留会对成品胶的刺激性气味产生不利影响。

c. 与B1、B2样品相比，C、D样品气味较大。C、D样品门尼粘度较大，分析认为C、D样品胶液粘度较大，在胶液后处理过程中各种残留有机物逸出相对困难，造成残留物较多，对产品气味造成不利影响。

d. C、D样品刺激性气味在现有检测条件下没有呈现出明显差别。

4　总结

橡胶产品的刺激性气味，是包括单体、催化剂、溶剂及一些中间产物和副产物在内的多种有机物挥发的综合结果，其成份复杂，难以用一种或几种挥发性有机物的定量结果进行有效评价。结合生产实际，采用嗅觉法对不同牌号、不同批次的乙丙橡胶产品进行气味检测与对比分析，有助于进一步认清乙丙橡胶气味的来源与影响因素，对于企业优化生产工艺，提升产品质量具有重要的实际指导意义。

[1] 蔡小平，陈文启，关颖. 乙丙橡胶及聚烯烃类热塑性弹性体[M]. 2011，1.

[2] 游红杨. 改进性气相色谱法测定空气中总有机挥发物的研究[J]. 技术方法. 2006，3(3): 143～144.

[3] 吕鸿,张文申,许峰，等. 气相色谱法快速同时测定室内装饰装修材料胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯的含量[J]. 化学分析计量，2011，20(1): 59～61.

[4] GB50325-2001，民用建筑工程室内环境污染控制规范[S]. 2001.

[5] GB3095-2012，环境空气质量标准[S]. 2012.

[6] VDA270,Determination of the odor characteristics of trim materials in motor vehicles. 1992.

[7] GMW3205，Test method for determining the resistance to odor propagation of interior materials. 2000.

EPDM odor detection and analysis

TQ333.4

1009-797X(2015)17-0060-02

B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2015.17.016

孙宏伟（1982-），男，毕业于华东理工大学化学工程专业，现从事有机化工生产管理工作。

2015-07-17