1　前　言

ＳＤ40硅烷偶聯(lián)劑是橡膠的主要添加劑,其中硫含量的多少對(duì)輪胎的各項(xiàng)性能如耐磨性、抗熱、抗老化性等都起著至關(guān)重要的作用。因此準(zhǔn)確、快速測(cè)定硫含量顯得尤為重要硫含量的測(cè)定方法在我們的前期工作中已有介紹,并對(duì)用硫酸鋇重量法測(cè)定ＳＤ40硅烷偶聯(lián)劑中的硫進(jìn)行過(guò)著重研究[1]。但重量法操作復(fù)雜,損耗試劑多,分析流程長(zhǎng),費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而ＩＣＰ全譜直讀光譜儀兼具原子吸收和發(fā)射光譜的優(yōu)點(diǎn),精密度高,測(cè)定范圍寬,快速準(zhǔn)確。文獻(xiàn)中已有用ＩＣＰ ＡＥＳ法測(cè)定硫的報(bào)導(dǎo)[2～5],但用于測(cè)定橡膠助劑,特別是硅烷偶聯(lián)劑中的硫還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。我們用ＩＣＰ光譜儀對(duì)ＳＤ40硅烷偶聯(lián)劑中硫含量的測(cè)定進(jìn)行了研究。

2　實(shí)驗(yàn)部分

2.1　儀器與試劑

2.1.1　儀器等離子體光譜儀:ＩＲＩＳＡｄｖａｎｔａｇｅ,美國(guó)ＴｈｅｒｍｏＪａｒｒｅｌｌＡｓｈ公司生產(chǎn)。主要部件含中階梯光柵,電荷注入檢測(cè)器(ＣＩＤ),玻璃同心霧化器,旋流霧化室。ＴｈｅｒｍｏＳｐｅｃ/ＣＩＤ分析軟件的計(jì)算機(jī)及ＨＰ激光打印機(jī)。

2.1.2　試劑硝酸、高氯酸(均為優(yōu)級(jí)純);硫酸鈉(優(yōu)級(jí)純)實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

2.2　工作條件見(jiàn)表1。

2.3　標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:準(zhǔn)確稱取4.4300ｇ干燥恒重的優(yōu)級(jí)純硫酸鈉,溶于少量的去離子水中,移入1000ｍＬ容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液硫的濃度為1000ｍｇ/Ｌ。臨用前用二次去離子水逐級(jí)稀釋。低標(biāo)溶液:5%的硝酸溶液。高標(biāo)溶液:用硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成含硫100μｇ/ｍＬ,200μｇ/ｍＬ,300μｇ/ｍＬ,400μｇ/ｍＬ,500μｇ/ｍＬ的5%硝酸溶液。

2.4　樣品的處理稱取0 5000ｇ樣品于500ｍＬ玻璃燒杯中,用少量水濕潤(rùn)后,加入30ｍＬ硝酸搖動(dòng),待劇烈反應(yīng)結(jié)束后置電熱板上低溫加熱到黃煙冒盡,高溫加熱至溶液清亮,取下稍冷,轉(zhuǎn)入500ｍＬ的容量瓶中定溶。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

3　結(jié)果與討論

3.1　分析元素的譜線及標(biāo)準(zhǔn)曲線儀器的ＣＩＤ檢測(cè)器使用的波長(zhǎng)范圍為170～900ｎｍ,在該范圍內(nèi),可供選用硫的靈敏線是180.734ｎｍ和182.034ｎｍ。據(jù)文獻(xiàn)[6]及本實(shí)驗(yàn)所用等離子體光譜儀所附資料庫(kù)信息,180.734ｎｍ的硫譜線附近有鈣(180.70ｎｍ)、錳(180.717ｎｍ)和鐵(180.78ｎｍ)的譜線,會(huì)造成干擾。但從試樣預(yù)先掃描檢查得知,試樣中這些元素含量很低,實(shí)際不會(huì)干擾測(cè)定。而我們實(shí)測(cè)得知182.034ｎｍ(級(jí)數(shù)184)的譜線讀數(shù)值最大,另外182.034ｎｍ譜線附近無(wú)干擾線,故選用82.034ｎｍ(中階梯光柵的光譜級(jí)數(shù)為184)譜線為分析線,并繪制了標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見(jiàn)表2。



3.2　溶液的酸度試樣處理必須使用硝酸,測(cè)定液的酸度大約為5%。分別用1%、5%、10%、15%和20%酸度的硝酸配置標(biāo)準(zhǔn)溶液。測(cè)定結(jié)果表明,隨著酸度的增大,測(cè)定元素的強(qiáng)度略有下降,但在1%～10%的酸度范圍內(nèi),這種影響可以忽略。

3.3　基體的影響ＳＤ40硅烷偶聯(lián)劑中含有大量的硅,通過(guò)硝酸對(duì)有機(jī)物的分解,硅全部溶解在溶液中。通過(guò)譜線分析得知,182.034ｎｍ譜線不受硅干擾。另外,對(duì)樣品進(jìn)行除硅和不除硅測(cè)定試驗(yàn),結(jié)果顯示硅的存在與否對(duì)硫的測(cè)定無(wú)影響。

3.4　精密度試驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)我們將同一樣品用ＩＣＰ ＡＥＳ法(除硅和不除硅兩法)和硫酸鋇重量法同時(shí)測(cè)定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

　　由上表我們可以看出,用ＩＣＰ ＡＥＳ法測(cè)定硫,除硅和不除硅其結(jié)果基本一致。他們與重量法的結(jié)果對(duì)比,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(ＲＳＤ)均小于0 5%,滿足測(cè)定允差要求。



4　結(jié)　語(yǔ)

用帶有ＣＩＤ檢測(cè)器的等離子體光譜儀可以準(zhǔn)確、快速測(cè)定ＳＤ40硅烷偶聯(lián)劑中的硫含量,此方法有良好的精密度和準(zhǔn)確性,是值得推薦的有效測(cè)試方法。在測(cè)定時(shí),硫在短波長(zhǎng)180ｎｍ區(qū)域會(huì)受到氧吸收帶的嚴(yán)重干擾,因此除了嚴(yán)格遵守試驗(yàn)條件和通常分析工作要求外,還必須保證有足夠的通氬氣時(shí)間,以確保除氧完全。否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定硫的結(jié)果偏低,且重現(xiàn)性不好。