1、中华人民共和国国家标准橡胶及橡胶制品组分含量的测定锦重分析法Rubber and rubber products-Determination 。fcomposltlon by tbermogravimetry GB/T 14837-93 本标准参照采用国际标准ISO/DIS9924-1992橡胶及橡胶制品组分含量的测定热重分析法儿1 主题内容与适用范围本标准规定了测定硫化胶和混炼胶中总有机物、炭黑及灰分等组分含量的热重分析法。本标准适用于下列橡胶的单用或并用的硫化胶或混炼胶g天然橡胶(或异戊橡胶丁二烯橡胶。丁苯橡胶。丁基橡胶。乙丙橡胶.若预先用含有类似组分的己知硫化胶或混炼胶检验过该方法的适用
2、性，那么也可以分析其他硫化胶或混炼胶。本标准不适用于那些在裂解时形成含碳残余物的橡胶，如含氯或含氮的橡胶。本标准不适用于那些所含配合剂在裂解时形成含碳残余物的各种硫化胶或混炼胶，如含有钻盐、铅盐和盼醒树脂的硫化胶或混炼胶。本标准不适用于所含无机填料在测试温度范围内发生分解或失去结晶水的硫化胶或混炼胶。若一定要使用时，必须对己知的填料特性进行适当的校正。对于硬质橡胶等含硫量较大的硫化胶或混炼胶，其高聚物总量的计算需要校正。2 51用标准GB/T 3516 硫化橡胶中溶剂抽出物的测定3 方法提要3. 1 按预定的程序，在氮气流中把已称重的试样从70C加热到300C，并恒温10mino失重量近似地反
3、映300C前可挥发性非橡胶组分含量.通常该值与榕弗j抽出物含量不等。3.2 然后仍在氯气流下将炉温升至550C，并恒温15mino 70-550C间的失重量表示有机物总量。3. 3 在氮气流下将炉温由550C降至300C左右(可关闭加热妒)，再将氮气改为氧气或空气，调节总的气体流速以使样品表观质量不发生变化。将炉温迅速升至650C，恒温15min或直至恒重。该区间失重量表示所含炭黑质量(若有石墨存在，升温至850C以使石墨完全燃烧。3.4 65C (若石墨存在为850C)的残余物质量表示灰分质量。国象技术监督局1993-12-30批准1994-10-01实施824 GB/T 14837二934
4、 试lliJ和材料当进行本标准所规定的各种操作时，特别是当使用压缩气体时，应该注意到公认的健康和安全方面的预防措施.4. 1 干燥的氮气含量为99.999%以上。4.2 干燥的空气或氧气。4.3 碳酸钙CHG3-1066) 分析纯。4.4 标准参比炭黑(GB9578)。5仪器5. 1 热重分析仪s按本方法工作的热分析仪必须按第6章中所规定的程序进行检验.5.2 DTG辅助元件2本方法推荐使用DTG微商热重法辅助元件.5. 3 分析天平2分度值0.1mgo 6 热重分析仪的检验6. 1 净化时间(t，)的测量6. ,. 1 将一定量(通常为410mg)的炭黑或含炭黑胶样放在热天平的样品盘中，在氮
5、气下加热至650C 0氮气流速以仪器说明书所推荐的流速为准(通常为2540mL/min)。6. 1. 2 通入空气或氧气.在65OC恒温直至试样完全燃烧。6.1 , 3 恒重后，关掉加热炉，让仪器在空气或氧气气氛下冷至室温。6. 1.4 当温度降回至25土5C时，再把一定量(通常为410mg)的炭黑试样放入预先设定条件的热重分析天平的样品盘中，使加热炉返回工作位置。6.1.5 接通纯氮气同时记下时间。1)，并使炉温以尽快速度升温至650C，然后保持恒温。6. 1.6 观察热重分析仪的质量变化曲线，当恒重时记下相应的时间。，)。注检查样晶盘中应有剩余炭黑，因为若在加热期间所有的炭黑均烧掉，天平也
6、能指示恒重-6. 1. 7 从系统中除掉全部氧气所需要的净化时间(t，)可由式(1)得出.tp = t2 - t ) 1 ( 式中:t 1一-接通氮气时的时间，mm;t，一一接通氮气后，样品恒重时的时间，mine6.2 炭黑和碳酸钙的鉴别z假设所用氮气含量大于99.999%，净化所需时间比6.1条中规定的长，且系统不漏气，炉子的设计和气体的流速可以确保所有二氧化碳能从样品腔赶净。贝该仪器将可以辨别出炭黑和碳酸钙。为了检查热重分析仪的操作效果，需进行下列仪器功能检验。6.2. 1 将等量碳酸钙和炭黑研磨均匀(二者质量比值应在O.99 01之间)。6.2.2 用氮气以不短于净化时间。的时间净化仪器
7、。6.2.3打开热重分析仪，把炉温调至25士5C。6.2.4 把炭黑碳酸钙混合物(见6.2. 1.通常取410mg)放入热重分析仪的天平盘中.6.2.5 让加热炉返回工作位置，用氮气恒速(通常为2540mL/min)净化系统，时间应不少于(t，)(见6.1)。6.2.6 以10C/min的速率把炉温升至800C。6. 2. 7 维持炉温在800C直至恒重为止。6.2.8 以20C/min的速率将炉温降至300C左右(或关闭加热炉，自然降温) 825 GB/T 14837-93 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化，调节流过仪器
8、的气体总流量，以使试样表观质量不发生变化。6.2.10 以20/min的速率将炉温升至800C。6.2.11 让炉温在800C恒定15min或直至1宣重为止叫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。准备进行下一步试验。6.2.13 使用式(2)确定比值(R): R = f:lm ,/ f:l m2 ( 2 ) 式中:.m l 试样在氮气气氛下的失重量(或失重曲线格数); f:lm 2 试样在空气或氧气气氛下的失重量(或失重曲线格数)。6.2.14 比值(R)应为0.44土(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
9、热重分析仪，平稳基线.7.2 称取一定量(通常为4-10mg.精确称至0.1mg)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25-40mL/min)净化系统。其时间应不短子净化时间(t，)(见6.1) 注3某些类型的热重分析仪，在样品放入后可将记录仪调至100%，在这种情况下，8.1中的m.值相当于100.而没有必要预先准确称量试样。在氯气气11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55OC加热含炭黑胶样期间不可能获得个恒定的质量。为了缩短净化时间，建议即使在仪器不用时仍然让氯气流通过。7.4 以10C/min的速率将炉温升至
10、300C.7.5 将炉温在300C恒定10mino 7.6 以20C/min的速率将炉温升至550。?7 将炉温在550C恒定15min。7.8 以20C/min的速率将炉温降至300C左右(或关闭加热炉，自然降温)。7.9 关闭或部分关闭氮气阀，通入空气或氧气(4.2).调节流过仪器的气体总流量，以使试样的表观质量不发生变化。7.10 以20C/min的速率将炉温升至650(若有石墨存在，则升温至85OC)。7.11 将炉温在650C(若有石墨存在，则为85OC)恒定15min或直至恒重为止。7.12 关闭加热炉，把气体流换成纯氮气流。关掉记录仪，从样品盘中倒掉残余的灰分。这时仪器处于下一个
11、测试的准备状态。注2按GB3516规定的溶剂抽提试样，测定溶剂抽出物。对于乙丙胶，推荐果用与天然橡胶相同的溶剂抽提试样。8 分析结果的表示8. 1 对质量读数以毫克表示的仪器。8. ,., 300 C前挥发性组分含量的质量百分数由式(3)给出z300C前挥发性组分(%)=空止二主X 100 . ., ( 3 ) 隅。式中:mo一一试样的质量，mg;m , 试祥在300C(见7.5条)恒温结束时的质量，mgo826 GB/T 14837-93 8. 1- 2 总有机物组分的质量百分数由式(4)给出:有机物总量(%)=生龙生X100 . . . . . .( 4 ) 式中z叫一一试样在550C(见
12、7.7)恒温结束时的质量，mg8. 1. 3 炭黑或石墨组分的质量百分数由式(5)给出:炭黑或石墨(%)=巳元旦X100 . . . . .( 5 ) 式中=ma试祥在空气或氧气，或在氮气与氧气或氮气与空气的混合气体的条件下，对炭黑在650C(石墨在85OC.见7.11)恒温结束时的质量，mgo8. 1. 4 灰分的质量百分数由式(的给出2灰分(%)=去X100 . . . . . . . ( 6 ) 8.2 对样品质量可被归为100%的仪器。8.2.1 300C挥发性组分的质量百分数即为直至300C恒温结束时质量变化的百分比。8.2.2 有机物总量的质量百分数即为直至550C恒温结束时质量变
13、化的百分比.8.2.3 炭黑或石壁的质量百分数即为在空气或氧气或是在氮气与空气或氧气的混合气体条件下，分别直至650C(含炭黑)或850C(含石墨)恒温结束时质量变化的百分比。8.2.4 灰分的质量百分数即为在空气或氧气、或它们与氮气的混合气体条件下，炭黑在650C(石墨在850C)恒温结束时残余物的质量百分比。而且官可以从质量一温度或质量时间曲线上直接读出。8.3 高聚物总量的大致百分比由式(7)给出:高聚物总量%=有机物总量%一溶剂抽出物%. . . . ( 7 ) 式中.有机物总量%一一试样中有机物总量的百分比g溶剂抽出物%一一试样中按GB3516所测定的溶剂抽出物的质量百分数。9试验报告本试验报告应包括下列内容za. 注明采用本标准$b. 测定结果g 所用仪器的型号sd. 最终所达到的温度ge 在测定期间出现的异常现象，f. 任何不包括在本国家标准中而又可能会影响测定结果的操作。附加说明=本标准由中华人民共和国化学工业部提出。本标准由化学工业部北京橡胶工业研究设计院归口。本标准由化学工业部沈阳橡胶工业制品研究所负责起草。本标准主要起草人赫晓冬，827
