一种用于橡胶制品的挥发物定量分析方法技术

本发明专利技术涉及仪器分析技术领域，公开了一种用于橡胶制品的挥发物定量分析方法，标准工作曲线的绘制是将不同浓度的标准溶液，通过气相色谱质谱联用仪的液体自动进样器直接进行GC

【技术实现步骤摘要】
一种用于橡胶制品的挥发物定量分析方法


[0001]本专利技术涉及仪器分析
，具体涉及一种用于橡胶制品的挥发物定量分析方法。

技术介绍

[0002]随着健康和环保意识的提高，各大汽车厂对轮胎的气味越来越严格，而气味产生的根源是轮胎挥发出的挥发性有机物，挥发性有机物也称为VOCs(Volatile Organic Compounds)。
[0003]轮胎由橡胶体系、补强填充体系和化工助剂经混炼、压延、硫化等工艺制成。轮胎在生产过程中，由于橡胶和助剂之间会发生多种化学反应，如硫化反应，产生了大量的VOCs，危害工厂生产者的健康。轮胎在存储、运输、装配、使用等阶段，轮胎内部的VOCs也时刻向轮胎表面迁移，并散发到环境中，对相关从业人员和消费者的健康和生命安全造成严重的危害。因此，开发一种用于橡胶组合物和轮胎的挥发物定量分析方法，帮助消费者选择健康、环保的轮胎，具有重要意义。
[0004]随着仪器分析技术的发展，VOCs的检测方法有很多种，其中气相色谱
‑
质谱法(Gas Chromatography
‑
Mass Spectrometry，GC
‑
MS)是一种常用的分析方法。根据不同的样品处理方式，发展出静态顶空
‑
气相色谱
‑
质谱法、固相微萃取
‑
气相色谱
‑
质谱法、热脱附
‑
气相色谱
‑
质谱法等联用方法，广泛用于高分子材料、涂料、皮革、家具、文具、包装材料、土壤、空气、水质等样品的挥发性有机物分析。
[0005]静态顶空(Static Headspace，SHS)是一种无需溶剂的“气相萃取”技术，其原理如图1所示，将固体或液体样品置于密封的顶空瓶中，样品中的易挥发物会逐渐向样品上方的顶部空间中扩散、富集，并达到固/液
‑
气平衡，与气相色谱
‑
质谱联用后，顶空瓶顶部空间的气相通过传输系统，进入GC
‑
MS中进行分析，检测顶部空间的气相组分，从而实现样品挥发物中有机物的分析。静态顶空
‑
气相色谱
‑
质谱法(SHS
‑
GC
‑
MS)是近年来发展起来，用于固体或液体挥发物分析的顶空和气相质谱联用的仪器分析技术，该技术具有可免除繁琐冗长的前处理、避免溶剂杂质的干扰、减少对进样口和色谱柱的污染等特点，能够最大程度的还原样品挥发物中有机物的真实组成，因此特别适用于固体或液体的挥发性有机物分析。静态顶空
‑
气相色谱
‑
质谱法对样品挥发物中有机物定量分析的主要步骤包括：(一)配制目标物质不同浓度的标准溶液，密封于顶空瓶中；(二)在一定温度和时间下，使顶空瓶中的气
‑
液两相达到平衡；(三)取一定量顶空瓶中的气体进入气相色谱
‑
质谱仪器中分析，得到相应浓度下的峰面积；(四)以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，进行线性回归，得到目标物质的标准工作曲线；(五)样品经简单处理后，密封于顶空瓶中，重复(二)、(三)步骤，得到待分析物质的峰面积；(六)根据(五)中的峰面积，从标准工作曲线反推待分析物质的浓度，完成定量分析。
[0006]使用静态顶空
‑
气相色谱
‑
质谱法进行固体样品VOCs定量分析时，由于固体样品具有非常强的基质效应，使得定量结果的准确性受到影响。为了消除这种影响，通常采用空白
基质加标准工作曲线法进行定量，空白基质是将待测样品进行长时间的高温处理得到的，但这种方法存在实验繁琐和无法彻底消除基质效应的问题。如CN106990174公开了一种基于全挥发顶空的布绒样品中SVOC快速检测方法，包括如下步骤：将布绒样品粉碎，混匀，将其置于顶空瓶中，加入丙酮溶剂，迅速将顶空瓶密封，在设定顶空条件下，待测SVOC自样品中挥发出来并在瓶内快速形成气
‑
固平衡，将顶空瓶中的气体引入至气相色谱
‑
质谱仪实现检测，通过各物质的色谱保留时间和特征离子实现定性，采用空白基质加标准曲线法定量；该方法的不足在于实际样品分析时，需要使用有机溶剂丙酮，此外还需要引入空白基质。轮胎组分包括有橡胶、填料、防老剂、蜡、操作油、树脂、硫磺、硫化促进剂等，这些物质在加热时，会源源不断的产生新的VOCs，难以得到不含VOCs的空白基质。因此，空白基质加标准工作曲线法不适用于橡胶组合物样品以及轮胎样品的VOCs定量分析。其中基质指的是待测样品中除分析物以外的组分，由于基质常常对分析物的分析过程有显著的干扰，并影响分析结果的准确性，这些影响和干扰被称为基质效应。

技术实现思路

[0007]为了消除固体样品的基质效应，避免繁琐的实验处理，本专利技术提出了一种利用液体直接进样法标准工作曲线，对橡胶组合物和轮胎的挥发物定量分析的方法，能够为行业内轮胎VOCs的定量分析和气味改善研究提供参考。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种用于橡胶制品的挥发物定量分析方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一：配置挥发性有机物不同浓度的标准溶液；
[0011]步骤二：按照低浓度到高浓度的顺序，依次将标准溶液送入气相色谱质谱联用仪中进行分析，得到相应浓度下的峰面积(Y)；
[0012]步骤三：将标准溶液的浓度换算为顶空瓶中挥发性有机物的气体浓度(X)，以气体浓度(X)为横坐标、峰面积(Y)为纵坐标，建立气体浓度
‑
峰面积标准工作曲线；
[0013]步骤四：制备橡胶制品，将制备的橡胶制品准确称量后密封于顶空瓶中，在定量分析条件下，抽取顶空瓶中的气体送入气相色谱质谱联用仪中进行分析，得到橡胶制品的挥发性有机物的峰面积(Y1)；
[0014]步骤五：将得到的挥发性有机物峰面积(Y1)代入气体浓度
‑
峰面积标准工作曲线，计算出橡胶制品的挥发性有机物的浓度。
[0015]具体地，所述橡胶制品包括橡胶组合物；橡胶组合物的制备过程包括：以丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶中的一种至三种为橡胶体系，炭黑或白炭黑为填料，并添加适量的氧化锌和硬脂酸，以及相应的硫化促进剂、不同种类的硫磺、化学防老剂、防护蜡、树脂、操作油，经混炼、出片、硫化后，制备出厚度为2mm的橡胶组合物，长、宽不限，并从橡胶组合物的至少四处位置进行取样，用剪刀剪成2mm*2mm*2mm的颗粒。
[0016]具体地，所述橡胶制品包括轮胎样品；轮胎样品的制备过程包括：选择不同品牌的轮胎，分别从胎面和胎侧部位对称的四个取样点进行解剖取样，且每个取样点取样质量一致，取样质量为10g
‑
20g，用剪刀将样品剪成2mm*2mm*2mm的颗粒。
[0017]具体地，通过顶空自动进样器抽取顶空瓶中的气体送入气相色谱质谱联用仪中；定量分析条件包括顶空条件：顶空瓶的平衡温度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于橡胶制品的挥发物定量分析方法，包括以下步骤：步骤一：配置挥发性有机物不同浓度的标准溶液；步骤二：按照低浓度到高浓度的顺序，依次将标准溶液送入气相色谱质谱联用仪中进行分析，得到相应浓度下的峰面积(Y)；步骤三：将标准溶液的浓度换算为顶空瓶中挥发性有机物的气体浓度(X)，以气体浓度(X)为横坐标、峰面积(Y)为纵坐标，建立气体浓度
‑
峰面积标准工作曲线；步骤四：制备橡胶制品，将制备的橡胶制品准确称量后密封于顶空瓶中，在定量分析条件下，抽取顶空瓶中的气体送入气相色谱质谱联用仪中进行分析，得到橡胶制品的挥发性有机物的峰面积(Y1)；步骤五：将得到的挥发性有机物峰面积(Y1)代入气体浓度
‑
峰面积标准工作曲线，计算出橡胶制品的挥发性有机物的浓度。2.根据权利要求1所述用于橡胶制品的挥发物定量分析方法，其特征在于：所述橡胶制品包括橡胶组合物；橡胶组合物的制备过程包括：以丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶中的一种至三种为橡胶体系，炭黑或白炭黑为填料，并添加适量的氧化锌和硬脂酸，以及相应的硫化促进剂、不同种类的硫磺、化学防老剂、防护蜡、树脂、操作油，经混炼、出片、硫化后，制备出厚度为2mm的橡胶组合物，长、宽不限，并从橡胶组合物的至少四处位置进行取样，用剪刀剪成2mm*2mm*2mm的颗粒。3.根据权利要求1所述用于橡胶制品的挥发物定量分析方法，其特征在于：所述橡胶制品包括轮胎样品；轮胎样品的制备过程包括：选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国栋，周家亮，张智超，李莉，卢荣丽，
申请(专利权)人：安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司，
类型：发明
国别省市：