氣相色譜法測定橡膠中抗氧劑264的含量

摘 要：本文將SBS橡膠溶解于甲苯中，再加入甲醇將橡膠聚合物析出，使SBS橡膠中抗氧劑264（BHT）完全溶解于甲苯-甲醇溶劑中，再以聯苯做內標物，采用氣相色譜法測定SBS橡膠中抗氧劑264的含量。該方法的特點是操作簡便、分析快捷、結果準確。

關鍵詞：氣相色譜法;SBS橡膠;抗氧劑264（BHT）;內標法

SBS主要用于橡膠制品、樹脂改性劑、粘合劑和瀝青改性劑四大應域。在橡膠制品方面，SBS模壓制品主要用于制鞋（鞋底）工業，擠出制品主要用于膠管和膠帶;作為樹脂改性劑，少量SBS分別與聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）共混可明顯改善制品的低溫性能和沖擊強度;SBS作為粘合劑具有高固體物質含量、快干、耐低溫的特點;SBS作為建筑瀝青和道路瀝青的改性劑可明顯改進瀝青的耐候性和耐負載性能。

合成高分子對氧化降解較為敏感，抗氧化性能是評價合成高分子的一項關鍵指標。為避免橡膠老化，最有效和方便的方法就是在橡膠中加入抗氧化/老化添加劑。橡膠中抗氧劑的定量分析對于改善產品性能以及生產企業成本優化均具有重要促進作用。目前橡膠抗氧化劑264定量分析主要包括：高效液相色譜法（HPLC）、薄層色譜法（TLC）、萃取--氣相色譜法等方法。HPLC靈敏度高、分析速度快、重復性好、精度高，但分析成本高且流動相具有一定毒性，TLC僅能半定量，萃取--氣相色譜法則部分膠粒需要預處理，萃取中抗氧劑264能否完全抽提出來均存在難度，且耗時長，步驟較繁瑣。本方法SBS橡膠溶解于甲苯中，再加入甲醇將橡膠聚合物析出，使橡膠中抗氧劑264完全溶解于甲苯--甲醇溶劑中，再以聯苯做內標物，采用氣相色譜法測定SBS橡膠中抗氧劑264含量。該方法特點是操作簡便、分析速度快、樣品用量少，結果準確，對于指導橡膠生產具有較大意義。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

主要使用以下幾種儀器，氣相色譜儀：美國安捷倫7820

氣相色譜儀，FID檢測器;電子天平：賽多利斯，0.1mg;色譜柱：毛細管柱，HP-5 10m×0.32mm×0.25um、20m× 0.32mm×0.25um;移液管10mL;錐形瓶60mL;微量注射器：10ul;玻璃注射器：5mL;濾膜：0.22um。

試劑采用：甲苯，分析純;2，6-二叔丁基對甲酚，分析純;聯苯，分析純;無水甲醇，分析純;高純氮氣：純度≥99.99%;高純氫氣：純度≥99.99%;壓縮空氣：干燥、無油的壓縮空氣。

1.2 色譜操作條件

柱箱程序升溫條件：初始溫度60℃，保持2min，以12℃/min的速率升至120℃，保持1min，儀器平衡時間1.0min;進樣口溫度：265℃（抗氧劑264沸點265℃），分流模式：分流比20：1;檢測器溫度：250℃;載氣（N2），恒壓控制：97.616 kPa，平均速率：26.044 cm/sec;燃氣（H2）流量：30mL/min;助燃氣（AIR）流量：350mL/min;尾吹流量（N2）流量：25mL/min;信號：20Hz//.01min。測試譜圖：橡膠中抗氧劑264的含量測定的色譜系統流程（圖1）。

1.3 試驗步驟

內標溶液（聯苯-甲苯溶液）的配制：稱取0.045g左右的聯苯于100mL容量瓶中，用甲苯溶解后，并稀釋至刻度。第一步試樣制備，準確稱樣取1.5g左右橡膠于60mL的錐形瓶中，加入10mL內標溶液。待橡膠溶解后，加入10mL甲醇，使沉淀析出，拿5mL注射器取上層溶液用過濾膜過濾于進樣瓶中，再使用10uL注射器取0.4uL樣品進樣;第二步待峰出完后，利用EZchrom色譜工作站或處理機處理色譜圖。第三步采用純標準試樣法進行定性分析;第四步分析結果計算，采用內標法進行計算抗氧劑264的含量，計算公式如下式：

式中：f264-抗氧劑264的相對質量校正因子;A264-抗氧劑264的峰面積;m內標-內標物的質量，g;A內標-內標物的峰面積;m-樣品質量，g;w264-抗氧劑264濃度含量，%。

2 結果與討論

2.1 內標物的選擇

本文采用HP-5非極性色譜柱進行樣品目標組分分離測定，此色譜柱具有非常好的惰性和熱穩定性。根據內標物的選擇原則：試樣中不存在，穩定且不與試樣發生反應，加入后與被測樣品完全分離等，筆者選擇聯苯作為內標物。

2.2 膠粒溶解時間的選擇

準確稱取5個已知抗氧劑264（BHT）含量的膠粒，重復上述試驗，測試不同溶解時間抗氧劑264回收率。由表1可知：樣品膠粒溶解時間達到20min以上，回收率基本達到要求。考慮不同膠粒溶解速度存在一定差異，本文選擇溶解30min，確保分析可靠性。

2.3 色譜柱長的選擇

化工廠的分析檢驗要把握數據準確性，及時性也是極為重要的因素。在確保數據準確前提下要做到盡可能壓縮分析時間。色譜柱長的選擇，是以抗氧劑264與內標物達到完全分離為前提確定的。本文選取兩種色譜柱長度規格：10、20m，作為測試分離效果的色譜柱。分離測試效果詳見圖2：10m的HP-5非極性色譜柱既可滿足分析要求且用時較短，分析快捷方便，整個分析過程可控制在1h內，確保分析數據及時性。

2.4 標樣回收率和精密度實驗

準確稱取一定量抗氧劑264（BHT），在規定操作條件下，重復測定6次，計算出其理論濃度以進行回收率和精密度測定試驗，計算結果由表2數據可見回收率和精密度滿足定量分析要求。為確定該分析方法對抗氧劑264（BHT）檢測限，通過對標樣及樣品分析，以色譜峰高度基線噪聲的兩倍作為標準計算檢出限，抗氧劑264（BHT）最低檢出限為0.01%（質量分數）。

3 結論

用甲苯溶解，再用甲醇將橡膠析出，以聯苯為內標物，采用氣相色譜法測定SBS橡膠中抗氧劑264含量的方法，操作簡便、重復性高、檢出限低，符合質量監控要求;本方法分析快捷，整個分析過程可控于1h內，符合化工廠連續性生產特點，對指導橡膠生產具有較大意義。

參考文獻：

[1]宋培軍.色譜法測定順丁橡膠中防老劑含量[J].彈性體， 2001，11（4）：36-38.

[2]王華英，張隱峰，應俊揚.萃取-氣相色譜法測定順丁橡膠中抗氧劑264含量[J].橡膠科技標準-測試，2013（3）.

作者簡介：

洪金苗（1987- ），男，漢族，福建南安人，本科學歷，現于寧波科元精化有限公司研發中心主任一職。研究方向：化工分析在化工生產過程中的應用。