硫化橡胶中的硫交联键的长度的分析方法技术

本发明专利技术涉及一种使用NMR波谱分析硫化橡胶中的硫交联键的长度的方法。

Analytical method for length of sulfur cross linking bond in vulcanized rubber

The present invention relates to a method for analyzing the length of sulfur cross linking bonds in vulcanized rubber using NMR spectroscopy.

【技术实现步骤摘要】
硫化橡胶中的硫交联键的长度的分析方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年5月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0054144的优先权的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
本专利技术涉及一种使用NMR波谱分析硫化橡胶中的硫交联键的长度的方法。
技术介绍
硫化橡胶中引入有硫交联键，并且根据硫交联键的长度引入单硫键、双硫键、三硫键和多硫键等。这种硫交联键的长度大大影响硫化橡胶的物理/化学性能。例如，交联键的长度越短，硫化橡胶的刚性越大。因此，分析硫化橡胶中的硫交联键的长度非常重要。然而，硫化橡胶中的硫交联键的长度的分析方法非常有限。例如，当通过NMR分析时，仅可以分析单硫键(由一个硫原子组成的硫交联键)和多硫交联键(由两个或更多个硫原子组成的硫交联键)，并且难以分析平均硫长度。除了NMR之外，可以使用溶剂方法通过硫化来区分交联键的类型。然而，它只能分析单硫键(由一个硫原子组成的硫交联键)、双硫键(由两个硫原子组成的硫交联键)和多硫键(由三个或更多个硫原子组成的硫交联键)，并且也难以分析平均硫长度。此外，所述溶剂方法必须使用有毒溶剂并且测量时间长，这是劣势。这样，难以分析硫化橡胶中的硫交联键的平均硫长度的原因在于，双硫键(由两个硫原子组成的硫交联键)和多硫键(由三个或更多个硫原子组成的硫交联键)的结构之间的化学位移不是那么显著，仅能区分多硫键的单硫键。此外，对于多硫键，难以确认多少硫原子参与交联。另一方面，由于NMR波谱中的信号的积分强度与在相应信号中出现的核种成比例，因此可以基于待定量的化合物的特定信号进行定量。换句话说，如果将分子结构已知的标准物质一起添加到样品中用于精确定量分析，在NMR波谱中可以得到标准物质的信号的积分强度和待定量的化合物的特定信号的积分强度。在这种情况下，由于标准物质的分子结构和用量已知，因而可以对样品中的化合物进行定量分析。将与样品一起添加的标准物质称为“内标物”。然而，上述定量分析具有的问题在于，其难以应用于不溶性样品，特别是作为本专利技术的分析对象的硫化橡胶。最主要的原因是，为了得到有效的NMR波谱，样品和标准物质应该均匀混合，但是对于不溶性样品，样品在溶剂中不混合，难以均匀地混合样品。在这一方面，在本专利技术中，为了分析硫化橡胶中的硫交联键的长度，分别得到标准物质和硫化橡胶的NMR波谱并进行分析，而不是将标准物质与硫化橡胶混合，将本文所使用的标准物质称为“外标物”。此外，通过从各个NMR波谱中提取有用的信息来分析硫化橡胶中的硫交联键的长度。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种使用NMR波谱分析硫化橡胶中的硫交联键的长度的方法。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种硫化橡胶中的硫交联键的长度的分析方法，包括如下步骤：1)得到含有碳原子的标准物质的13CNMR波谱，并在相同条件下独立地得到硫化橡胶的13CNMR波谱；2)独立地得到所述标准物质的NMR波谱中和所述硫化橡胶的NMR波谱中的特征峰的FID(自由感应衰减)放大值；以及3)根据下面的等式测定所述硫化橡胶中的硫交联键的长度：[等式1]硫化橡胶中的硫交联键的长度＝2×(A/B)×(C/(D×E))在上述等式1中，A是用于得到硫化橡胶的NMR波谱的硫化橡胶中的硫原子的摩尔数，B是硫化橡胶的FID放大值，C是标准物质的FID放大值，D是标准物质的分子中对应于标准物质的特征峰的原子数，E是用于得到标准物质的NMR波谱的标准物质的摩尔数。本专利技术涉及一种硫化橡胶中存在的硫交联中的硫交联键的长度的分析方法，其特征在于使用NMR波谱进行分析。硫化橡胶中引入有硫交联键，并且根据硫交联键的长度引入单硫键、双硫键、三硫键和多硫键等。这种硫交联键的长度大大影响硫化橡胶的物理/化学性能，因此，分析硫化橡胶中的硫交联键的长度非常重要。然而，硫化橡胶中的硫交联键的长度的分析方法非常有限，这是因为在NMR分析过程中，取决于硫交联键的长度的信号差异不显著，导致分析困难。因此，到目前为止，硫化橡胶中的硫交联键的分析仅限于可以分析信号差异的单硫键、双硫键和多硫键的分析，这不仅是部分分析，而且不精确，因此，难以分析整个硫化橡胶中的硫交联键的长度。另一方面，由于NMR波谱中的信号的积分强度与出现在相应信号中的核种成比例，因此可以基于待定量的化合物的特定信号进行定量。换句话说，当将分子结构已知的标准物质一起添加到样品中用于精确定量分析时，在NMR波谱中可以得到标准物质的信号的积分强度和待定量的化合物的特定信号强度。在这种情况下，由于标准物质的分子结构和用量已知，因而可以对样品中的化合物进行定量分析。因此，将与样品一起添加的标准物质称为“内标物”。然而，上述定量分析具有的问题在于，其难以应用于不溶性样品，特别是作为本专利技术的分析对象的硫化橡胶。最主要的原因是，为了得到有效的NMR波谱，样品和标准物质应该均匀混合，但是对于不溶性样品，样品在溶剂中不混合，因此难以均匀地混合样品。在本专利技术中，为了分析硫化橡胶中的硫交联键的长度，分别得到标准物质和硫化橡胶的NMR波谱并进行分析，而不是将标准物质与硫化橡胶混合，将本文所使用的标准物质称为“外标物”。此外，通过从各个NMR波谱中提取有用的信息来分析硫化橡胶中的硫交联键的长度。下文中，将详细描述本专利技术的各个步骤。本专利技术的步骤1是分别得到标准物质和硫化橡胶的NMR波谱的步骤。由于得到各个NMR波谱并对它们进行比较，因此通过使用硫化橡胶的碳原子作为NMR活性原子来得到13CNMR波谱。另外，由于通过得到标准物质和硫化橡胶的NMR波谱并对它们进行比较来进行定量分析，因此，得到NMR波谱的条件应该相同。上述条件指NMR测定所需的条件，例如，指当进行NMR测定时，扫描次数、延迟时间、脉冲宽度、脉冲功率、接收器增益和旋转速率相同。此外，对各个条件的范围没有限制，只要它适合于在相同的条件下得到各个NMR波谱即可。另一方面，对于标准物质，由于可以知道用于得到NMR波谱的标准物质的分子结构、分子量和质量，因此可以在后面利用它们进行定量分析。此外，对于标准物质，对它的类型没有特别地限制，只要在NMR波谱中出现特征峰即可，优选地，使用在NMR波谱中特征峰显著出现的物质。例如，优选是六甲基苯(HMB)。本专利技术的步骤2是得到在上述步骤1中得到的各个NMR波谱中的特征峰的FID放大值的步骤。NMR波谱以磁场中观察到的电信号自由感应衰减(FID)为基础，由于FID本身难以分析，因此，将其转换为波谱。在该过程中，进行相位调整、基线校正和峰积分。在NMR波谱中，特定峰的积分强度与出现在该峰处的核的数量成正比，因此可以用于定量分析。然而，当在NMR波谱中许多峰重叠时，难以得到积分强度，因此难以进行定量分析。然而，相反地，可以在NMR波谱的特定峰区域提取FID。在这种情况下，可以提取FID放大值。这些FID放大值包含关于NMR波谱中的特定峰的定量信息，从而可以通过提取FID放大值进行定量分析。FID放大值可以，例如，使用Agilent的Vnmrj4.2软件来得到。也就是说，标准物质的NMR波谱的特定峰区域中的FID放大值与在相应峰处出现的核素的量成正比，在与标准物质的NMR波谱相同的条件下得到样品的NMR波谱，可以将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫化橡胶中的硫交联键的长度的分析方法，包括如下步骤：1)得到含有碳原子的标准物质的

【技术特征摘要】
2016.05.02 KR 10-2016-00541441.一种硫化橡胶中的硫交联键的长度的分析方法，包括如下步骤：1)得到含有碳原子的标准物质的13CNMR波谱，并在相同的条件下独立地得到硫化橡胶的13CNMR波谱；2)独立地得到所述标准物质的NMR波谱中和所述硫化橡胶的NMR波谱中的特征峰的自由感应衰减FID放大值；以及3)根据下面的等式测定所述硫化橡胶中的硫交联键的长度：[等式1]硫化橡胶中的硫交联键的长度＝2×(A/B)×(C/(D×E))在上述等式1中，A是用于得到所述硫化橡胶的NMR波谱的硫化橡胶中的硫原子的摩尔数，B是所述硫化橡胶的FID放大值，C是所述标准物质的FID放大值，D是所述标准物质的分子中对应于所述标准物质的特征峰的原子数，E是用于得到所述标准物质的NMR波谱的标准物...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴喜用，李侑拉，赵惠星，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR