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2000中国有机硅学术交流会论文集
橡胶中二氧化硅含量的测定
吴淑华,李志
(1北京橡胶工业研究设计院,北京10092河南轮胎股份有限公司,焦作4540
摘要:进一步完善了硫酸氢钾熔融法测定硫化胶中二氧化硅含量的方法,补充了滤液中可溶性硅酸
测定部分,并从二氧化硅的用量、二氧化硅的加入形式、胶种及其它金属离子的影响等方面考虑下多个
配方,验证该方法的可行性及适用范卧。通过验证试验,计算出该方法的贷复性r和再现性R,证明该
方法的确度和精密度均高于ASIM中相应方法,并将其适用范扩为橡胶,为该方法的应用提供了
可靠的理论依据。
关健词:橡胶,二氧化硅量分;硫酸氢钾熔融法
随着高性能子午线轮胎技术的发展,优质法白炭黑,天津市白炭黑厂产品;氧化镁,河北
补强剂白炭的应用越来越广泛,此外陶土、硅高邑县化工厂产品;轻质碳酸钙,上海碳酸钙厂
灰石和滑石粉等填料在各种檄胶制品中亦经常产品;绢云母粉,牌号MCA-2,江西银山铅锌
使用。因此,在胶料组分剖析中,二氧化硅含量矿产品;敏白粉,广西百色华宏钛白粉有限公司
的测定也越来越成为重要的检测项目。传统的产品。
方法是采用碱性嫆剂熔融胶样的灰分,并在盐1.2方法原理
酸介质中用动物胶凝聚进行测定,该方法用时
ASTM D297-9中是利用氢氟酸直接处
过长且操作繁琐。实验室常采用速度较快的理胶样灰分中的盐酸不溶物,使二氧化硅组分
SIMD297ー93中二氧化硅含量的测定方法,挥发的方法测定其含量。
但此法结果不稳定,偏差较大。针对该方法的
本方法是将灰分用硫酸氢钾熔融,再经盐
不足,李志置提出了硫酸氢钾熔融法涸定碗化酸溶解并过滤,使二氧化硅与其它组分分离。
胶中二氧化硅會量的方法。该方法用硫酸氢钾不溶物用氢酸处理,根据处理前后的质量差
熔融灰分以除去其它金属离子的影响,并用光求得二氧化硅含量。以可溶性硅酸形式进人滤
度法补充测定可溶性硅酸。为了充分论证该方液中的二氧化硅用確蓝光度法测定。以上两
法的适用范围和同一实验室中的重复性以及不者之和为橡胶中二氧化硅总含量。
同实验室间的再现性,我们又进一步从不同方1.3操作步骤
面考虑下了大量配方进行对比试验,并把部分
(1)按硫酸氢钾重法测定橡胶中的二氧
样品发送不同单位做室间验証试验。
化硅含量
1实验
(2)以可溶性硅酸形式进人滤液中的二氧
1.1主要原材料
化硅用钼蓝光度法测定1
R,20°标准胶,海南农星产品;sBR,牌号2结果与讨论
1500,吉化公司有机合成厂产品;NBR,牌号2.1操作方法的政进
2707,吉化公司有机合成厂产品;CR,长寿化工
由于熔融灰分是固相反应,两种物质混合
总厂产品;氧化锌,锦州胡芦岛锌厂产品;抗淀均匀十分重要,因此朴充了操作步骤,即使用前
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硫酸氢钾必须研成粉末状,如吸潮,应先在200
配方4:NBR100;氧化锌3;氧化镁5;轻质
250℃干燥箱中加热2h,冷却后再研成粉末碳酸钙10:白炭黑10;其它8.2;合计136.2。
状。此操作有利于提高测定结果的准确性。
配方5:NR100;氧化锌5;绢云母粉30;其
2.2适用范围的扩展
它31.1,合计166.1。
大量试验证明本方法不仅适用于硫化橡
配方6:NR100;氧化锌5;氧化镁5;轻质碳
胶,进一步验证后确定本方法适用于除含硅橡配钙10;氢氧化铝10;氧化铁3;钛白粉10;白
胶以外的各类橡胶中二氧化硅含量的测定。
炭黑10;其它7.3,合计160.3。
23室内验证试验
配方7:CR100;氧化镁4;氧化锌5;白炭
(1)试验配方
黑30;其它8,合计147。
为将本方法与ASIM中相应方法进行对
(2)原料中.二氧化硅含量的测定
比,分别从二氧化硅的用量、二氧化硅的加人形
由于用本方法测定出的结果为二氧化硅的
式、胶种及其它金属离子的影响等方面考虑下纯质量,而下配方所用白炭黑和陶土等原料中
7个配方(配方中均略去与测定无关的助剂),?二氧化硅含景各不相同,因此,首先要测定原料
分别用两种方法进行测定。
中的二氧化硅含量。经测定配方17中と氧
配方1:NR70;SBR30;氧化锌5;白炭黑化硅质量分数分别为0.0329,0.074,0.2163
7;其它61.4,合计173.4
0.0597,0:1035,0.0562和0.1861
配方2:NR100;氧化锌5;陶土65;其它
(3)胶料中二氧化硅含量的测定
.6,合计215.6。
用 ASTM D297-93及本方法分别测定7个
配方3:NBR100;氧化锌5;白炭舞40;其它胶料中二氧化硅含量,结果见表1。
5.5,合计150.5。
1ASIM及本方法的二氧化质量分量関定值
方
项目
理论值
0.029
0.074
0.2163
0.0697
0.1065
0.0662
0.1861
ASIM方法测定值
0,001
:2075
0.0995
0.0M56
0.1226
0.0298··0,0540
0,2073
0042
0.1019
0.0439
0,1225
0.010
0.550
0,2088
0.0A31
0.0990
0.0428
0,1221
0,007
0.o70
0.2072
0.0k
0,099
0.0
0,242
平均值
0.0
0,207
0.01
0,0438
0.1231
标准差
0.048
0,125
0.074
0.116
0,D0
0.130
o c
本方法测定值
0.0B28
0.0748
0.2136
0.066
0.1008
0.0521
0.162
0.0330
0.0739
0.2135
o,0s63
0.1000
0.0535
0,16
0.0629
0,2139
0056
0,1618
0,033
0.
0.2146
0.0566
0.1060
0.0531
0.1672
乎均值
0.0630
0.739
0.2139
0.062
0.105
0.0633
0.1622
标准偏差
0.02
0.074
0.050
0.042
0.046
0.09
0.02
由表1可以看出,用ASIM方法测定的7偏差小,尤其在配方2,4和6中表现明显。因
个配方实际结果系统偏低,尤其是在复杂无机为本方法用硫酸氢钾熔融灰分,消除了不溶性
组分配方中与理论值误差高达34%,而本方法硅酸盐对测定