橡胶制品组分含量及炭黑质量的测定_热重分析法TG_刘全军
使用红外光谱法和热重法分析硫化橡胶的成分
第４９卷第１期上㊀海㊀塑㊀料ＳＨＡＮＧＨＡＩＰＬＡＳＴＩＣＳ㊀Ｖｏｌ.４９Ｎｏ.１㊀２０２１㊀作者简介:孙衍林(１９９２ )ꎬ男ꎬ硕士ꎬ工程师ꎬ从事高分子材料的结构与性能研究以及车用非金属材料的应用开发ꎮＤＯＩ:１０.１６７７７/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１００９￣５９９３.２０２１.０１.００８使用红外光谱法和热重法分析硫化橡胶的成分孙衍林(万向清能智动车公司ꎬ杭州３１１２１５)摘㊀要:使用红外光谱法鉴定牌号为Ｎ４０２和Ｃ６０６两种硫化橡胶的主成分ꎬ并通过比较溶剂抽提前后和裂解前后的红外光谱和热重分析结果ꎬ得到了其中添加剂的信息ꎮ比较了裂解液透射分析法㊁裂解液衰减全反射(ＡＴＲ)法和衰减全反射(ＡＴＲ)直接法得到的红外光谱ꎬ结果表明:裂解液透射分析法和裂解液ＡＴＲ法可以得到相似的红外谱图ꎻ裂解液透射分析法和裂解液ＡＴＲ法得到光谱质量要高于ＡＴＲ直接法ꎮ关键词:红外光谱法ꎻ热重法ꎻ硫化胶ꎻ成分分析中图分类号:ＴＱ３３０.３㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００９￣５９９３(２０２１)０１￣００５５￣０４ＡｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＶｕｌｃａｎｉｚｅｄＲｕｂｂｅｒＵｓｉｎｇＦＴＩＲａｎｄＴＧＡＳＵＮＹａｎｌｉｎ(ＷａｎｘｉａｎｇＣｌｅａｎｉｎｇＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＶｅｈｉｃｌｅＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１１２１５ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｗｏｖｕｌｃａｎｉｚｅｄｒｕｂｂｅｒｓꎬＮ４０２ａｎｄＣ６０６ꎬｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙＦＴＩＲꎬａｎｄｔｈｅｉｎｆｏｒｍａ￣ｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄＴＧＡｃｕｒｖｅｓｏｆｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｓｏｌｖｅｎｔａｂ￣ｓｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｐｙｒｏｌｙｓｉｓ.ＣｏｍｐａｒｅｄＦＴＩＲｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓꎬｐｙｒｏｌｙｓｉｓＡＴＲｍｅｔｈｏｄａｎｄＡＴＲｄｉｒｅｃｔｍｅｔｈ￣ｏｄꎬｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｓｇｏｔｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｌｉｑｕｉｄｔｏＡＴＲａｃｃｅｓｓｏｒｙｉｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｏＫＢｒｗｉｎｄｏｗｓꎬａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｇｏｔｂｙｐｙｒｏｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｇｏｔｂｙＡＴＲｄｉｒｅｃｔｍｅｔｈｏｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＦＴＩＲꎻＴＧＡꎻｖｕｌｃａｎｉｚｅｄｒｕｂｂｅｒꎻｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ０㊀前言㊀㊀在硫化橡胶中ꎬ除橡胶主成分外ꎬ还有很多添加剂(有机添加剂和无机填料)ꎬ因此分析硫化橡胶的成分需要将橡胶主成分㊁有机添加剂㊁无机填料进行一定程度的分离ꎮ硫化橡胶中的有机添加剂大部分溶于溶剂ꎬ因此可以通过溶剂抽提将其分离出ꎮ通过高温裂解的方式可以将硫化橡胶的主成分和无机填料分离ꎮ按照ＧＢ/Ｔ７７６４ ２０１７«橡胶鉴定红外光谱法»鉴定牌号为Ｎ４０２和Ｃ６０６两种橡胶主成分ꎬ可通过比较溶剂抽提前后和裂解前后的红外光谱(ＦＴＩＲ)和热重分析(ＴＧＡ)结果ꎬ分析出添加剂的种类及对应的质量ꎮ同时对裂解液透射分析法㊁裂解液衰减全反射(ＡＴＲ)法和衰减全反射(ＡＴＲ)直接法得到的ＦＴＩＲ分析结果进行比较ꎮ１㊀实验部分１.１㊀实验仪器傅立叶变换红外光谱仪ꎬＴｅｎｓｏｒ２７型ꎬ德国布鲁克公司ꎻ热重分析仪ꎬＳＤＴＡ８５１ｅ型ꎬ瑞士梅特勒－托利多公司ꎮ１.２㊀实验样品硫化橡胶ꎬ供应商提供ꎬ牌号分别为Ｎ４０２和Ｃ６０６ꎮ１.３㊀实验方法１.３.１㊀ＦＴＩＲ分析ＡＴＲ直接法:取具有光滑表面的样片直接用ＡＴＲ附件进行测试ꎬ分辨率为４ｃｍ－１ꎬ扫描次数为３２次ꎮ裂解法:参考ＧＢ/Ｔ７７６４ ２００１ꎬ将１~２ｇ干净胶料剪成约１ｍｍ３的碎块ꎬ用丙酮抽提１６ｈ后去掉大部分配合剂ꎬ在８０ħ真空干燥箱中烘干１ｈ后ꎬ放入裂解管后于酒精灯上裂解ꎬ取裂解液均匀涂在ＫＢｒ窗片上进行吸收ＦＴＩＲ分析(裂解液透射分析法)或将裂解液涂在ＡＴＲ附件上进行ＡＴＲＦＴＩＲ分析(裂解液ＡＴＲ法)ꎮ１.３.２㊀ＴＧＡ参考ＧＢ/Ｔ１４８３７ ２０１４«橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分»ꎬ取约１０ｍｇ剪成碎屑的样品ꎬ在氮气气氛下(３０ｍＬ/ｍｉｎ)匀速升温至６００ħ后ꎬ切换为氧气气氛(３０ｍＬ/ｍｉｎ)再升温至１０００ħ(２０Ｋ/ｍｉｎ)ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀样品Ｎ４０２的试验结果分析２.１.１㊀胶种鉴定按照裂解液透射分析法测定的ＦＴＩＲ谱图见图１ꎮ通过与丁腈橡胶的标准谱图比对ꎬ可以确认样品Ｎ４０２为丁腈橡胶ꎮ其中２２３４ｃｍ－１处的吸收峰是腈基的特征峰ꎬ１６２７ｃｍ－１和１５９０ｃｍ－１处的吸收峰分别对应脂族和芳族的 ＣＨＣＨ 结构ꎬ９７０ｃｍ－１处的吸收峰对应反式 ＣＨＣＨ 结构ꎬ９１１ｃｍ－１处的吸收峰对应 ＣＨＣＨ２结构ꎮ图１㊀样品Ｎ４０２的ＦＴＩＲ谱图２.１.２㊀样品中可被溶剂抽提的有机添加剂大多数有机添加剂可被有机溶剂抽提ꎬ通过比较抽提前后的ＦＴＩＲ谱图和ＴＧＡ曲线结果ꎬ可以得到有机添加剂的信息ꎮ㊀㊀图２为ＡＴＲ直接法分析抽提前后样品ＦＴＩＲ比较ꎬ图３为裂解法分析抽提前后样品ＦＴＩＲ比较ꎬ图４和图５分别是抽提前后样品ＴＧＡ曲线ꎬ图６为抽提前后样品ＴＧＡ曲线比较ꎮ可以看到抽提后ＦＴＩＲ中ꎬ在１７２０ｃｍ－１㊁１２５０ｃｍ－１㊁１１２０ｃｍ－１㊁１０５０ｃｍ－１㊁７２０ｃｍ－１处的吸收峰消失ꎬ对应的结构是ＯＣ Ｏ Ｃ 和 (ＣＨ２)ｎ (ｎ>４)ꎬ表明被抽提的添加剂为某种聚酯ꎻ通过比较抽提前后的ＴＧＡ曲线ꎬ可以发现温度为３５０ħ前失重的有机添加剂质量分数为２０％~２５％ꎮ图２㊀ＡＴＲ直接法测定样品Ｎ４０２其溶剂抽提前后的ＦＴＩＲ谱图对比图３㊀裂解法测定样品Ｎ４０２其溶剂抽提前后的ＦＴＩＲ谱图对比图４㊀样品Ｎ４０２抽提前的ＴＧＡ曲线图５㊀样品Ｎ４０２抽提后的ＴＧＡ曲线６５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀上㊀海㊀塑㊀料㊀㊀㊀㊀２０２１年第４９卷㊀图６㊀样品Ｎ４０２抽提前后的ＴＧＡ曲线对比２.１.３㊀样品中的无机填料裂解液中只含有机成分ꎬ而无机填料会留在管底ꎬ因此通过对比裂解前后的ＦＴＩＲ谱图可以得到无机填料的某些信息ꎮ图７和图８分别是裂解前后样品的ＦＴＩＲ谱图对比ꎮ最明显的区别在９５５ｃｍ－１的吸收峰ꎬ对应Ｓｉ Ｏ键的伸缩振动ꎬ表明无机填料中可能含有石棉[１]ꎮ同时也可以看到ꎬ裂解液ＡＴＲ法得到的谱图基线更平ꎬ易于与标准谱图对比ꎬ质量要高于ＡＴＲ直接法得到的谱图ꎮ图７㊀抽提前样品Ｎ４０２裂解前后的ＦＴＩＲ谱图对比图８㊀抽提后样品Ｎ４０２裂解前后的ＦＴＩＲ谱图对比２.１.４㊀裂解液透射分析法和裂解液ＡＴＲ法分别将样品裂解液直接涂在ＡＴＲ附件上以及涂在ＫＢｒ窗片上测得的ＦＴＩＲ谱图对比见图９ꎬ可以看出裂解液透射分析法和裂解液ＡＴＲ法得到相似的谱图ꎮ图９㊀裂解液透射分析法和裂解液ＡＴＲ法ＦＴＩＲ谱图对比２.２㊀样品Ｃ６０６的试验结果分析２.２.１㊀胶种鉴定按照裂解液透射分析法测定的ＦＴＩＲ谱图见图１０ꎬ通过９７０ｃｍ－１㊁９１１ｃｍ－１㊁８２２ｃｍ－１㊁７５５ｃｍ－１处的吸收峰可认定为氯丁橡胶的特征峰ꎮ图１０㊀样品Ｃ６０６的ＦＴＩＲ谱图２.２.２㊀样品中可被溶剂抽提的有机添加剂对样品Ｃ６０６做了与第２.１节中相似的试验ꎬ结果见图１１至图１５ꎬ通过比较抽提前后的ＴＧＡ曲线可以看到ꎬ样品中有机添加剂的含量较少(质量分数约为３％)ꎻＦＴＩＲ谱图的区别也不明显ꎬ抽提后在１５１０ｃｍ－１㊁１３１５ｃｍ－１㊁１２１０ｃｍ－１处的吸收峰消失ꎮ图１１㊀ＡＴＲ直接法测定样品Ｃ６０６其溶剂抽提前后的ＦＴＩＲ谱图对比７５ 第１期㊀孙衍林:使用红外光谱法和热重法分析硫化橡胶的成分㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图１２㊀裂解液ＡＴＲ法测定样品Ｃ６０６其溶剂抽提前后的ＦＴＩＲ谱图对比图１３㊀样品Ｃ６０６抽提前的ＴＧＡ曲线图１４㊀样品Ｃ６０６抽提后的ＴＧＡ曲线图１５㊀样品Ｃ６０６抽提前后的ＴＧＡ曲线对比２.２.３㊀样品中的无机填料对比裂解前后的ＦＴＩＲ谱图(见图１６和图１７)ꎬ最明显的区别在１０００~１１００ｃｍ－１处ꎬ对应Ｓｉ Ｏ键的吸收ꎬ表明无机填料中可能含有白炭黑㊁滑石粉等含有Ｓｉ Ｏ基团的成分[２]ꎮ裂解液ＡＴＲ法得到的谱图质量高于ＡＴＲ直接法得到的谱图ꎮ图１６㊀抽提前样品Ｃ６０６裂解前后的ＦＴＩＲ谱图对比图１７㊀抽提后样品Ｃ６０６裂解前后的ＦＴＩＲ谱图对比３㊀结语(１)将溶剂抽提后的硫化橡胶样品裂解ꎬ收集裂解液的ＦＴＩＲ谱图ꎬ可以有效地鉴定硫化橡胶的胶种ꎮ(２)通过比较溶剂抽提前后样品的ＦＴＩＲ谱图和ＴＧＡ曲线的变化ꎬ可以得到硫化橡胶中有机添加剂的信息ꎮＦＴＩＲ结果反映添加剂的成分ꎬＴＧＡ结果反映添加剂的质量分数ꎮ(３)通过比较裂解前后样品的ＦＴＩＲ谱图的变化ꎬ可以得到硫化橡胶中无机填料的部分信息ꎮ(４)裂解液透射分析法和裂解液ＡＴＲ法得到的ＦＴＩＲ谱图质量高于ＡＴＲ直接法ꎻ将裂解液直接涂在ＡＴＲ附件与将裂解液涂在ＫＢｒ窗片上可以得到相似的ＦＴＩＲ谱图ꎮ参考文献:[１]㊀王正熙ꎬ孙道桐ꎬ曹立群.塑料中无机填料的红外光谱鉴定[Ｊ].塑料工业ꎬ１９８７(１):５３￣５６.[２]㊀柳艳霞.橡胶用无机填料的红外光谱分析[Ｊ].橡胶科技ꎬ２０１５ꎬ１３(４):４６￣５０.(收稿日期:２０２０￣０７￣１６)８５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀上㊀海㊀塑㊀料㊀㊀㊀㊀２０２１年第４９卷㊀。
热重分析法测定橡胶及橡胶制品组分含量(二)
热重分析法测定橡胶及橡胶制品组分含量（二）6.2.9 关闭或部分关闭氮气阀，通入空气或氧气(4.2)。
为了校正天平盘和试样在不同密度气体中的浮力变幻，调整流过仪器的气体总流量，以使试样表观质量不发生变幻。
6.2.10 以20℃/min的速率将炉温升至800℃。
6.2.11 让炉温在800℃恒定15 min或直至恒重为止。
6.2.12 关闭加热炉，把气流换为纯氮气气流。
关掉记录仪，将样品盘中的灰分倒掉。
预备举行下一步实验。
6.2.13 用法式(2)确定比值(R): R＝△m1/△m2······(2) 式中：△m1—试样在氮气气氛下的失分量(或失重曲线格数)；△m2—试样在空气或氧气气氛下的失分量(或失重曲线格数)。
6.2.14 比值(R)应为0.44±(0.022)。
符合这个条件，则认为该仪器的功能达到要求。
7 分析步骤 7.1 打开热重分析仪，平稳基线。
7.2 称取一定量(通常为4～10 mg，精确称至0.1 mg)的剪碎胶样，放入热天平的样品盘中。
7.3 让加热炉返回工作位置，用氮气以恒定流速(通常为25～40 mL/min)净化系统。
其时光应不短于净化时光(tp)(见6.1)。
注：①某些类型的热重分析仪，在样品放入后可将记录仪调至100％，在这种状况下，8.1中的m。
值相当于100，而没有须要预先精确称量试样。
②在氮气气氛下加热时，仪器内存在痕量的空气或氧气将导致错误的结果，并且在550℃加热含炭黑胶样期间不行能获得一个恒定的质量。
为了缩短净化时光，建议即使在仪器不用时仍然让氮气流通过。
7.4 以10℃/min的速率将炉温升至300℃。
7.5 将炉温在300℃恒定10min。
7.6 以20℃/min的速率将炉温升至550℃。
7.7 将炉温在550℃恒定15 min。
7.8 以20℃/min的速率将炉温降至300℃左右(或关闭加热炉，自然降温)。
橡胶炭黑含量的测定—热解法(一)
橡胶炭黑含量的测定—热解法（一）警告—用法本标准的人员应有正规试验室工作的实践阅历。
本标准并未指出全部可能的平安问题。
用法者有责任实行适当的平安和健康措施，并保证符合国家有关规矩规定的条件。
1 范围本标准规定了用热解法测定橡胶中炭黑含量的办法。
本标准适用于以下几种聚合物的硫化橡胶和混炼橡胶：—自然橡胶或异戊橡胶；—顺丁橡胶；—丁苯橡胶；—丁基橡胶；—橡胶；—乙丙橡胶；—；—衍生的聚乙烯化合物；—硅橡胶；—氟硅橡胶；—氯磺化聚乙烯(氯的质量分数小于30％)。
但不能加有在热解过程中有含炭的残余物形成的物质如：铅盐、钴盐、石墨、和其他树脂，沥青或纤维素等。
假如含有或之类的无机协作剂，在热解温度下将引起分解、脱水或因为卤化聚合物存在而形成易挥发的卤化物，因此本办法的精确度将受到影响。
本办法既不适用于氯丁橡胶，也不适用于质量分数高于30％的丁腈橡胶。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后全部的修改单(不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓舞按照本标准达成协议的各方讨论是否可用法这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 3516橡胶中溶剂抽出物的测定(GB/T 3516-1994,neq ISO 1407:1988) 3 原理试样用合适的溶剂抽提并干燥，于850℃氮气流中热解有机组分，然后于850℃氧气或空气流中燃尽炭黑，按照两次质量之差计算炭黑含量。
4 试剂警告：在执行此办法时，全部公认的有关健康和平安的防范措施都应有效，全部实验都应在通风橱中举行。
分析时，除非另有解释，只能用法分析纯试剂和蒸馏水或相当纯度的水。
4.1 氮气：干燥且不含有氧。
注：用法工业用“不含氧的氮气”需进一步纯化。
4.2 氧气或空气：干燥气体。
4.3 ：化学纯。
4.4 。
4.5 乙醇-甲苯共沸物(ETA) 混合7体积无水乙醇和3体积或混合7体积工业和3体积甲苯，然后与无水(或生石灰)煮沸回流4 h,蒸馏共沸物，同时收集共沸物沸点和不超过共沸物沸点第1页共2页。
2010年度《椽塑资源利用》总目次
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郑健 红 ， 子 安 编 译 （ — ） 李 ２７
高性 能 再生胶 在 摩托 车胎 面胶 中的应 用
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谈 液压 橡胶 密封 件 的 结构性 能及 使 用
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环氧 一 氨酯 防 水涂 料研 制 与应用 聚
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肖军 （ — Ｉ １３ ）
王瑶 ，于鸿 雁 （— ） ５ １
胎 圈变 形不 良对 策 之浅 见 …… … 马义 明 （ ９ ２ ｌ）
改 性 炭 黑 对 天 然 橡 胶 和 丁 苯 橡 胶 粘 弹 特 性 的 影
响… …… …… … …… …… … 朱 永康 编 译 （ — ） ５５ 弹性体热界面材料 的研 究进展 … … 王传 东 （ — ７ ５１） 氯 化 聚 乙 烯 橡 胶 改 性 聚 丙 烯 的 等 温 结 晶 动 力 学 研 究 … … … … … 一 … ・ … … …刘 莉 ， … … 曹 沛 ，张 保 岗 ，杨 雷 ，张 俊 ，诸 永 伟 （ — ） ６ １
吕洪 （— ） ３ １
汪 多仁 （ １ ｊ ６一０
聚氯 乙烯 木塑 材料 …… …… 汪 多仁 ，段 宏 （ — ） ３４
试析 按 １ ／ 频程 选取 频 率测量 点 ３倍
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碳 酸钙 的生产 及其 在 塑料 中 的应用 研 究
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热重分析法测定乳液共沉法天然橡胶复合材料的组分含量
热重分析法测定乳液共沉法天然橡胶复合材料的组分含量宋帅帅;杨帆;徐云慧【期刊名称】《橡胶科技》【年(卷),期】2018(016)012【摘要】通过乳液共沉法制备了天然橡胶(NR)/白炭黑、NR/木粉和NR/木粉/白炭黑3种复合材料.采用热重(TG)分析法分别研究各组分及其复合材料的热质量变化过程,并根据单一组分在特定温度下的质量损失,基于残余物含量一定的方法计算出3种NR复合材料中各组分的实际含量.结果表明,复合材料各组分实际含量与其理论含量有一定偏差,证实乳液共沉工艺会造成复合材料中组分质量损失,在使用乳液共沉工艺制备复合材料时需注意调控工艺条件和原材料配比.通过TG分析仪结合理论计算方式测定用乳液共沉法制备的NR复合材料的组分含量具有很好的可操作性,可为乳液共沉工艺研究提供参考.【总页数】5页(P50-54)【作者】宋帅帅;杨帆;徐云慧【作者单位】徐州工业职业技术学院材料工程学院,江苏徐州221140;徐州工业职业技术学院材料工程学院,江苏徐州221140;徐州工业职业技术学院材料工程学院,江苏徐州221140【正文语种】中文【中图分类】O657.99;TQ332【相关文献】1.胶乳-悬浮液共沉法天然橡胶/埃洛石纳米管复合材料的结构与性能 [J], 郭宝春;类延达;邹全亮;刘明贤;杜明亮;贾德民2.乳液共沉法丁苯橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料在轮胎胎面中的应用 [J], 张洪林;高增亮;宋国君;谷正;王振太;李正勇;李天真;李迎;邱艳平;贾凤玲3.凝聚共沉法稀土掺杂高岭土/天然橡胶复合材料的性能研究 [J], 陈巧;王芳;曹秀华;王炼石;张安强4.偶联剂Si69对乳液共沉法生成白炭黑/NR复合材料性能的影响 [J], 蒋利军;符新;李光;董经纬5.热重分析法测定乳液共沉法天然橡胶复合材料的组分含量 [J], 宋帅帅; 杨帆; 徐云慧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
直接燃烧法与热重分析法测定聚乙烯护套中炭黑含量的探讨
直接燃烧法与热重分析法测定聚乙烯护套中炭黑含量的探讨摘要：以GB/T 2951.41为基础，利用热重分析法(TG)及直接燃烧法，分别对全新聚乙烯(PE)护套料和回收PE护套料中炭黑含量进行测定。
探讨了直接燃烧法通氮气时间对PE护套中炭黑测定值的影响，与TG法进行对比，对两种实验方法结果统计分析。
结果表明：利用直接燃烧法，在通氮气时间延长至50min时，测试回收PE护套料中炭黑含量结果与TG法相当，该法可节省设备投入，替代TG法测试回收PE护套料中的炭黑含量。
关键词：热重分析法；直接燃烧法；聚乙烯；炭黑含量0 引言炭黑是一种轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10~3000m2/g，是含碳物质（煤、天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。
作为一种微粉性的填料被广泛应用于聚乙烯管材的色母粒及混配料的生产当中. 炭黑可以给聚乙烯提供最经济有效的方式以达到防紫外老化的要求。
因此，炭黑含量对于聚乙烯产品指标有着重要的影响，国家标准中亦对聚乙烯产品中炭黑含量做了详细规定。
依据国家标准GB /T 2951《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》第41 部分标准要求［1］，可以利用直接燃烧法与热重分析法两种方法测定聚乙烯中炭黑的含量，但是在实际应用中两种方法测试回收聚乙烯料时，结果有所偏差。
同时，热重分析法存在设备造价较高，维护成本高，对环境温湿度要求严格等缺点，不利于部分厂家使用。
本文采用直接燃烧法与热重分析法分别测定全新聚乙烯料与回收聚乙烯料，通过优化直接燃烧法各项参数，提高其稳定性与重复性，使得两种方法测试结果一致。
1试验部分1.1试验试剂PE1.2试验设备DZ3500 南京大展机电技术研究所；美国TG-20 电子天平FA2004B1.3试验方法（1）直接燃烧法用电子天平称取称取0.9-1.1g(M1)PE样品放入燃烧舟，将装有样品的燃烧舟放入碳黑测试仪石英玻璃管内，在纯度为99.99%，(1.7±0.3)L/min的N2流速下，设定预载程序，室温升温10min至350℃，350℃升温10min至450℃，450℃升温10min至600±5℃，在此温度下保持10min后降温，此程序运行后一直保持氮气流速。
橡胶跑道（TGA法）聚和物总量测试
橡胶跑道（TGA法）聚和物总量测试
1、300℃之前挥发性组分的含量（%）
300℃之前挥发性组分的含量=第一阶段失重含量：15.53%
2、总有机物组分的含量（%）
总有机物组分含量=第一阶段失重含量+第二阶段组分含量=42.65%
3、炭黑或石墨的含量（%）
炭黑或石墨的含量=第三阶段失失重含量：10.06%
4、灰分含量（%）
灰分含量=残余质量：32.73%
5、聚合物总含量（%）
聚合物总含量（%）=总有机物组分的含量（%）-溶剂抽出物量（%）(GB/3516-2006计算所得)
=42.65-17.56=25.09
测试项目失重（%）
300℃之前挥发性组分的含量15.53
总有机物组分含量42.65
炭黑含量10.06
灰分含量32.73
聚合物总含量25.09
相关标准
GB36246-2018中小学合成材料面层运动场地
GBT14837.2-2014橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分丙烯腈-丁二烯橡胶和卤化
丁基橡胶.pdf
GB/T14837.1-2014橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分第1部分：丁二烯橡胶、
乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊
GB/T14837.2-2014橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未
硫化胶的成分第2部分：丙烯腈-丁二
烯橡胶和卤化丁基橡胶
GB/T14837.3-2018橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分第3部分：抽提后的烃
橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷类橡胶。
橡胶炭黑含量的测定—热解法(二)
橡胶炭黑含量的测定—热解法（二）6 采样从试验室样品中取起码1.5g样品，最好从多个部位取样，以能代表囫囵样品。
7 实验步骤 7.1 把橡胶通过辊矩不超过0.5mm的开炼机6次，从压出胶片上剪下约0.1g～0.5g试样，假如样品不能匀称通过开炼机，那么将样品切成每边不超过1 mm的小块。
7.2 称取试样精确至0.1mg，并记录这个质量m0，用滤纸包好试样，用(4.4)抽提4h 或直到与试样接触的抽提液无色为止。
假如胶料中含有沥青，则用抽提4h或直到与试样接触的抽提液无色为止。
未硫化的胶料不能用抽提，可以采纳ETA(4.5)代替和。
注：假如胶料含有中不能彻低溶解的材料如沥青，才需要用抽提。
称样前将试样剪碎有利于抽提，为此可以让试样在最小辊矩下通过开炼机。
7.3 从滤纸中取出已抽提过的试样放在100℃±3℃烘箱中烘干，至溶剂挥发尽。
7.4 定量地将干燥后的试样放入石英舟(5.1)内，再放入燃烧管(5.2.1)逼近氮气入口处。
7.5 用入口衔接器关上燃烧管，并与氮气源衔接，将燃烧管插入已加热至850℃±25℃的管式炉(5.2.2)中，但让石英舟处在燃烧管冷端，管子的另一端与气体汲取装置(5.2.5)相连。
7.6 将氮气以200 cm3/min流量通入燃烧管，通藏5 min以上，以便清除燃烧管内的空气。
7.7 降低氮气流至约100 cm3/min，在5 min之内渐渐将石英舟移到燃烧管加热区。
7.8 让石英舟放在加热区保持5 min，使试样彻低裂解。
7.9 石英舟移到燃烧管(5.2.1)的冷端冷却10 min，并保持燃烧管继续通氮气。
7.10 将石英舟放入干燥器(5.4)内，待彻低冷却后，称量(精确至0.1mg)，记录此数据m1。
7.11 再将石英舟放到燃烧管(5.2.1)内用入口衔接器关上燃烧管，并将进气系统侧管与氧气或空气源相连，让通过的气体流量达到100 cm3/min，将石英舟移至加热区，直到全部炭黑被彻低燃尽。
热重分析法测定矿产品中的吸附水及烧失减量
热重分析法测定矿产品中的吸附水及烧失减量
管嵩;丁仕兵;刘冲伟;冯丽丽
【期刊名称】《中国无机分析化学》
【年(卷),期】2013(3)4
【摘要】采用热重分析法(TGA)测量矿产品中的吸附水及烧失减量,验证了方法的准确性及精密度.对多种矿产品样品采用TGA法和常规马弗炉加热法进行测量,对比结果表明,这两种方法没有显著性差异.TGA法具有方便快捷、准确可靠等优点,是矿产品吸附水及烧失减量检验的首选.
【总页数】4页(P20-23)
【作者】管嵩;丁仕兵;刘冲伟;冯丽丽
【作者单位】山东出入境检验检疫局化工矿产品检测中心山东青岛266500;山东出入境检验检疫局化工矿产品检测中心山东青岛266500;黄岛出入境检验检疫局山东青岛266555;山东出入境检验检疫局化工矿产品检测中心山东青岛266500【正文语种】中文
【中图分类】O655.1;TF03+1
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热重分析法测定硫化胶中橡胶烃与炭黑含量
热重分析法测定硫化胶中橡胶烃与炭黑含量徐 凯1王 玲1杨振国2，3付传红2，31.山东华盛橡胶有限公司；2.广饶县计量测试检定所；3.国家轮胎及橡胶制品质量监督检验中心广饶橡胶轮胎分中心摘 要：本文利用热重分析法（TGA）测试了不同品牌和规格的轮胎胎面胶中应用技术APPLIED TECHNOLOGY上海一恒科学仪器有限公司。
TGA 2型热重分析仪见图1。
3.气体试剂高纯氮气（纯度99.999%）、高纯空气（纯度99.999%），市售；丙酮，分析纯，国药集团。
4.测试流程（1）称取待测胶料2g，裁剪成3mm宽的细小薄条，准确称量其质量m1。
（2）用滤纸包裹剪好的胶料，放入抽提杯中，取70ml丙酮加入。
（3）打开索氏抽提器的电源和冷凝水，在75℃下抽提8h，5min虹吸一次。
（4）抽提结束后，将胶料取出在80℃下m2。
0.1mg）重坩埚5.实验参数根据聚合物分解模式不同，GB/T 14837.3-2018规定了2种试验程序，见表1。
程序A适用于烃基橡胶，程序B适用于硅氧烷类和氟碳烃类橡胶，如果使用程序A在600℃时还不能得到稳定的热重曲线，则应使用程序B进行测试；如果在空气下终止温度时热重曲线上的质量尚未恒定，则应继续保持一段时间，直至达到质量平衡。
通过前期试验总结，本次工作选用程序A进行测试，初始温度为40℃，空气下终止温度为800℃，空气下终止温度保持时间为10min。
二、结果与讨论1.溶剂抽出物胶料抽提后质量占抽提前质量的百分图1 TGA 2型热重分析仪应用技术APPLIED TECHNOLOGY比，用aba＝b＝图2 1#胎面胶TG曲线46应用技术APPLIED TECHNOLOGY比，用a 表示，溶剂抽出物的质量分数，用b 表示。
胶料溶剂抽出物测试结果见表2。
a ＝m 2/m 1×100%b ＝1–a%图2 1#胎面胶TG 曲线图3 2#胎面胶TG 曲线溶剂抽出物主要包含自由硫、防老剂、防护蜡、脂肪酸、防焦剂、促进剂、游离硅烷、增塑剂、填充油、功能树脂等有机加工助剂。
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14 《橡塑资源利用》 2010.NO.1
橡胶制品组分含量及炭黑质量的测定
——热重分析法TG
刘全军，王再兴，马耐康，张健
（天津立林石油机械有限公司，天津 300352）
摘要：概述TG热重分析法对未知橡胶制品高分子材料百分组分的测定原理、具体步骤、结果分析和需要注意的问题。
关键词：TG热重分析法；失重曲线；热稳定性
在橡胶和原材料分析中，可用（TG）热重法测定高分子材料的百分组分、热分解温度及纯度。
（TG）装置是一种高性能的热重分析仪器，具有高灵敏度、快速、抗震性能好使用方便等特点；是测定聚合物试样受热分解重量变化的一种新分解方法，通常用于定量分析聚合物混合物中的组分。
选择合适的温度程序升温和样品周围气氛就可以定量地分离聚合物配方中的主要成分。
我们采用（TG）法可在短时间内得到混合物各组分的近似分析结果，十分有助于配方研究中对未知材料的推断和生产线上对聚合物组分的检测。
1 TG热分析装置结构
TG装置主要部件是微量热天平、程序升温控制部、记录体系、记录仪能连续地记录温度和重量的变化，并给出一个热重曲线。
2 TG法测定原理
当样品在加热时会发生重量变化，这时天平杆将发生倾斜，此倾斜可由光电管检测出来并加以放大，和电流通过在固定磁场中的反馈线圈产生一个扭矩（电磁力），以保持天平杆平衡，从而
作者简介：刘全军（1983—），男，天津人，学士，助理工程师，主要从事理化检验和研究工作。
使天平复原，而复原的力等于天平倾斜的力。
所以用记录着的电流能准确地测定出试样的重量变化。
3 TG曲线的分析和计算方法
TG曲线是记录重量变化对温度的关系曲线。
曲线的纵坐标表示重量，横坐标表示温度，失重曲线与给出的温度曲线相对应。
如图1所示。
图1
由失重曲线上的某两点（拐点处）做纵坐标的垂直线，可得到对某一温度范围内相应的重量变化值。
因此，可以根据TG曲线上各个平台之间的重量变化，计算出试样的各温度范围内失重情况。
图中纵坐标表示总的失重百分数。
曲线中水平部分表示重量是恒定的。
曲线倾斜发生变化的部分表示重量的变化（失重）。
因此从图中各转
2010.NO.1 刘全军等. 橡胶制品组分含量及炭黑质量的测定——热重分析法 TG 15折点与温度曲线交点便可得出相应一段温度范围内各组分的近似百分含量。
在TG 测定初期有一个很小的重量变化，这是由样品中存在的吸附水的溶剂（低沸物）引起的。
当温度由室温升至T 1才产生第一步失重。
根据（TG ）曲线上各步失重的百分数，可以判断样品热分解机理和各步的分解产物，还可以看出热稳定性及在各温度区内反应所产生的中间体和最终产物。
4 应用实例
4.1 TG 测定未知组分橡胶制品中炭黑的含量
⑴ 试验仪器：岛津TG-30。
⑵ 试验条件：上限T600℃，升温方式室温升温至550℃。
在氮气状态下升温速率10℃/min ，TG 量程100%（±25mg ），氮气流量50m Ｌ/min ，纸速10mm/min 。
⑶ 试验步骤如下。
① 打开TG 分析仪，平稳基线；
② 称取一定量（通常4～10mg 精至0.1mg ）
的胶样，放在TG 热天平的样品盘中；
③ 用氮气以恒定流速（25～40m Ｌ/min ）净化系统；
④ 以10℃/min 速率将炉温升至300℃并恒重10min ；
⑤ 再以20℃/min 速率将炉温升至550℃并恒重15min ；
⑥ 以20℃/min 速率将炉温降至300℃左右（关闭加热炉自然降温）；
⑦ 关闭氮气气阀通入空气或者氧气，调节流过仪器的气体总流量，使试样的表现质量不发生变化。
⑧ 以20℃/min 的速率将炉温升至650℃并恒定15min ；
⑨ 关闭加热炉。
4.2 结果分析
从图2中算出炭黑的质量百分数由下式给出 炭黑（%）=
23
m m m −×100
图2
5 结语
试验中要十分注意仪器本身、实验条件和样品对TG 曲线的影响。
首先要清理吊丝、样品盘和样品器皿，禁止手指触摸；用酒精棉球擦外管消除静电，升温速率控制在5~10℃/min ；TG 法只
是给出各不同温度范围内各组分近似百分含量。
参考文献
[1] 刘植榕，汤华远，郑亚丽. 橡胶工业手册：第8分册
[M]. 北京：化学工业出版社，1992.
收稿日期：2009-10-12。