热裂解气相色谱法测定天然胶乳中的干胶含量

2016-07-26刘晓媛刘爱芹

橡胶工业 2016年2期

王超，刘晓媛，刘爱芹

（怡维怡橡胶研究院有限公司，山东青岛 266045）

天然胶乳具有优异的物理性能及良好的成膜性和弹性，广泛应用于浸渍制品、挤出制品和注模制品[1]，是我国国民经济和社会发展不可缺少的战略物资[2]。干胶是天然胶乳的有效成分，其含量是鉴定胶乳品质的重要指标。在胶乳配料时，干胶含量是计算配合剂用量的主要依据。因此，干胶含量的测定对胶乳收购企业和制胶企业都具有重要意义。

目前，测定天然胶乳的干胶含量主要按照GB/T 8299—2008《浓缩天然胶乳干胶含量的测定》，其原理是加醋酸使天然胶乳沉降再烘干称量，该方法测定时间长，并且非胶固形物有可能包覆在干胶中一同沉降，产生测量误差。微波测胶法[3]测定速度快，但干扰较多，故障率较高。裂解气相色谱法具有灵敏度高、选择性好、简便快捷等特点，近年来广泛应用于聚合物材料的鉴定和分析中，但未见其用于测定干胶含量的报道。本工作采用热裂解气相色谱法测定天然胶乳中的干胶含量。

1 实验

1.1 原料和试剂

纯天然橡胶标准物1#烟胶片（以下称标准胶），泰国产品；甲苯，分析纯，天津市博迪化工有限公司产品；去离子水，实验室自制。

1.2 试验仪器及条件

6890N型气相色谱仪，配置HP-1MS毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25 µm），美国安捷伦公司产品；JHP-5居里点裂解器，日本分析工业株式会社产品。

色谱条件：汽化温度 280 ℃；载气高纯氮气；流速 1 mL·min-1；分流比 100∶1；柱温初温50 ℃保持2 min，以10 ℃·min-1速率升温至280 ℃，保持5 min。

1.3 测试原理

相同的热裂解气相色谱条件下，样品进样量与裂解产物峰面积呈线性关系。采用外标法，称取不同质量的标准胶进行热裂解气相色谱测定，并绘制标准曲线，然后取天然胶乳样品进行裂解气相色谱测试，并将进样量和产物峰面积代入标准曲线方程，即可计算胶乳中的干胶含量。

1.4 样品制备

1.4.1 标准胶溶液

由于裂解气相法的进样量较小，因此采用先将标准物用甲苯溶解稀释，再用注射器定量取样的方法确保进样量准确。标准胶剪成2 mm×1 mm左右的颗粒，称取约0.5 g，置于100 mL试剂瓶中，加入约50 mL甲苯密封浸泡48 h，待标准胶完全溶解，称量溶液质量，并计算标准胶浓度。

1.4.2 待测胶乳溶液

待测胶乳同样用去离子水稀释100倍后进行取样。称取约1 g天然胶乳，置于250 mL试剂瓶中，加入约100 mL去离子水，超声波处理20 min使之分散均匀，称量溶液质量，并计算天然胶乳稀释浓度。

1.5 测试步骤

1.5.1 标准胶溶液

用注射器分别准确量取5，10，13，15，18，20，23，25，35和50 µL标准胶溶液滴于热铂片上，置于105 ℃烘箱中烘15 min，烘干甲苯后，进行裂解气相色谱测试，记录色谱图和裂解产物峰面积。根据配置的浓度计算每个标准胶的绝对进样量，换算为µg。标准物溶液密度近似取甲苯密度0.866 g·mL-1。

1.5.2 待测胶乳稀释溶液

用注射器准确量取20 µL稀释的天然胶乳溶液滴于热铂片中，置于105 ℃烘箱中烘20 min，烘干水分后，进行裂解气相色谱测试，记录色谱图和裂解产物峰面积。根据稀释的浓度计算量取的天然胶乳进样量，换算为µg。胶乳稀释液密度近似取水的密度1 g·mL-1。

2 结果与讨论

2.1 天然橡胶裂解色谱分析

天然橡胶的主要成分为异戊二烯的聚合物[3]，裂解产物主要为异戊二烯和1，4-二甲基-4-乙烯基环己烯，裂解色谱如图1所示，其中，3.196 min处的峰是异戊二烯，9.364 min处的峰是1,4-二甲基-4-乙烯基环己烯[4]。

图1 天然橡胶裂解气相色谱

2.2 标准曲线的绘制

对10个标准胶样品进行裂解气相色谱测定，分别计算3.196和9.364 min处的峰面积，用Origin 6.10.52绘制标准曲线，如图2所示。图2（a）对应标准曲线方程A（3.196 min处）：y=36.7x+258.55，相关因数为 0.995 5；图2（b）对应标准曲线方程B（9.364 min处）：y=25.95x+98.127，相关因数为0.998 8。标准曲线线性关系均良好，符合定量测定要求。标准曲线方程B的相关因数更接近于1，因此采用该标准曲线进行定量计算。