家用橡膠手套成分分析

張曉艷，劉玉婕，黃　磊，王　鑫，劉明利

（赤峰學院　化學化工學院，內(nèi)蒙古　赤峰　024000）

家用橡膠手套成分分析

張曉艷，劉玉婕，黃磊，王鑫，劉明利

（赤峰學院化學化工學院，內(nèi)蒙古赤峰024000）

家用橡膠手套是日常生活中通用的手部防護用品，它是天然乳膠經(jīng)過處理而成的，天然乳膠的主要成分是聚順式1，4-異戊二烯.本文通過對4種品牌橡膠手套裂解液、浸提液和灰燼做紅外光譜進行表征進而分析探討了橡膠手套制作過程中處理天然乳膠所用到的處理劑.經(jīng)紅外光譜分析得知，這四種品牌乳膠手套料的膠種可能是硫化甲基硅橡膠；有機助劑可能有鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、二苯胺類防老化劑和酚類防老化劑；無機灰分可能含氧化鋅、硫酸鹽等.

橡膠手套；天然乳膠；聚順式1，4-異戊二烯

1　前言

橡膠是一種有彈性的聚合物.來源可以人工合成，也可以天然提取，兩者都有非常多的用途和衍生產(chǎn)品，例如皮套、救生圈等，于是它成為了我們生活中不可或缺的東西.橡膠主要種植于馬來西亞、印度尼西亞等東南亞地區(qū)［1］.橡膠中熱固性聚合物是由相鄰的兩個未飽和的雙鍵生成的.其中雙鍵存在于聚合物鏈中的骨架上［2］.天然橡膠和合成橡膠是根據(jù)橡膠的原料分出來的，而乳膠、粉末橡膠、塊狀生膠和液體橡膠則是按照橡膠的形態(tài)分成的.很多種橡膠手套都是用橡膠薄膜或薄片制成的，應用于各種行業(yè)，例如防輻射手套、電絕緣手套、醫(yī)用手套、耐酸堿手套等.而通常說的模壓手套和膠乳手套則是按照橡膠原料或制造工藝分出來的.用天然乳膠、合成乳膠或天然乳膠與合成乳膠混合制成的用于家務勞作防護，有結構形狀的手套叫家用橡膠手套.家用橡膠手套一般是有花紋、分左右手、有顏色的手套.橡膠成分復雜，含有橡膠、配合劑和添加劑等多種有機和無機組分，在對其成分進行分析時往往需要多種方法和手段相結合，但因這些方法操作復雜、分析時間長或分析成本較高，使方法的應用受到限制，怎樣用最小的成本和最快的速度全面、準確地剖析橡膠制品的成分是檢測人員和有關技術人員較關心的問題.本文采用紅外光譜的分析方法對橡膠手套的膠種、有機助劑、無機灰分成分進行了分析.

2　實驗研究

2.1儀器和試劑

Thermo Fisher scientific牌 Nicoletis5型紅外光譜儀（Madison.Wi53111.USA）、佳洋牌KDM型調溫電熱套（山東鄄城光明儀器有限公司）、天平、磨口蒸餾瓶（250ml）、冷凝管、乳膠管、鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、濾紙、磨口梨形瓶（帶塞）、燒杯、坩堝鐵、藥匙、丙酮（分析純）、氯仿（分析純）.

2.2實驗內(nèi)容及分析

樣品的處理與制備

有機助劑的提取

將北塔牌、南陽牌、欣達牌、粵龍牌四個家用橡膠手套剪成1mm×1mm的橡膠樣品，稱取剪碎的橡膠樣品3.0g置于磨口蒸餾瓶中，加入氯仿、丙酮各25.0ml作為溶劑，在電熱套中加熱煮沸，冷凝回流6h，然后將膠料在烘干箱中烘干備用，浸提液在60℃以下的水浴中濃縮至約2ml備用.將橡膠顆粒浸入氯仿和丙酮的混合液中，提取溶液干燥，取0.5g放入試管中，高溫加熱裂解，備用.取剪碎的橡膠樣品3.0g，放入坩堝中高溫灼燒，得到無機灰分.組分分析實驗：

（1）膠種分析

將膠種裂解液均勻涂膜于KBr鹽片上，在烘干箱中烘干后，進行紅外光譜分析.

（2）有機助劑分析

將上述濃縮液均勻涂膜于KBr鹽片上，在烘干箱中烘干后，進行紅外光譜分析.

（3）無機灰分分析

取少量高溫灼燒后的灰分與KBr壓片，進行紅外光譜分析.

2.2.1膠種的確定

表1　四種品牌牌乳膠手套裂解液的膠種紅外光譜圖官能團與對應峰值

用紅外光譜法鑒定膠種是一種較常用的方法［3］.橡膠制品由于高度交聯(lián)，很難溶解，應用紅外光譜分析最方便的制樣方法是裂解制樣法，采用裂解法制樣，樣品中的有機助劑會干擾膠種分析，一般要用丙酮或氯仿-丙酮浸提大部分有機助劑再裂解制樣.表1采用氯仿-丙酮浸提后的四種品牌乳膠手套裂解液的紅外光譜圖官能團與對應峰值.

牌 1中 2958.47cm-1、牌 2中 2961.34cm-1、牌 3中2958.93cm-1、牌4中2850.51cm-1為飽和烴C-H伸縮振動吸收峰，表明該橡膠結構中含有-CH3［4］；牌1中1451.18cm-1、牌2中1454.44cm-1、牌3中1455.01cm-1、牌4中1456.23cm-1為-Si（CH3）2變角振動的吸收峰［4］.綜上分析，這四種品牌的乳膠手套的膠種可能是硫化甲基硅橡膠.

2.2.2有機助劑的鑒定

用氯仿-丙酮做為溶劑將膠料浸提后將其中的有機助劑提取出來，再用紅外光譜表征.表2為四種品牌乳膠手套浸提液的紅外光譜圖官能團與對應峰值.

表2　四種品牌牌乳膠手套裂解液的有機助劑紅外光譜圖官能團與對應峰值

牌 1中 2925.94cm-1、牌 2中 2925.23cm-1、牌 3中2854.00cm-1和2925.57cm-1、牌4中2926.23cm-1為飽和烴C-H伸縮振動吸收峰，表明化合物含有-CH3、-CH2；牌1中1710.08cm-1、牌2中1709.55cm-1、牌3中1709.76cm-1、牌4中1709.97cm-1為具有共軛結構的酯羰基的吸收峰，表明該化合物含有共軛結構的酯羰基；牌1中1710.08cm-1、牌2中1645.95cm-1、牌3中1645.30cm-1、牌4中1645.77cm-1為具有共軛結構的苯環(huán)骨架振動吸收峰，表明該化合物含有苯環(huán)，且苯環(huán)上的取代方式為鄰二取代.綜上分析，該譜圖具有鄰苯二甲酸烷基酯的特征，推測可能是鄰苯二甲酸二辛酯（DOP），鄰苯二甲酸二辛酯是應用最廣泛的增塑劑.牌1中1457.01cm-1、牌2中1431.03cm-1、牌3中1442.76cm-1、牌4中1456.39cm-1歸屬于苯環(huán)骨架［9］和N-H變形振動吸收峰，牌1中3458.29cm-1、牌2中3462.28cm-1、牌3中3449.14 cm-1、牌4中3462.34cm-1歸屬于胺中的N-H伸縮振動吸收峰，加之上述苯環(huán)結構推斷可能是二苯胺類防老化劑；其中北塔和粵龍兩個品牌乳膠手套與南陽和欣達這兩個品牌乳膠手套在大小、厚度方面相差無幾，但價格卻比南陽牌和欣達牌高許多，出現(xiàn)這種價格差價可能是：在北塔牌和粵龍牌乳膠手套的浸提液紅外光譜圖中發(fā)現(xiàn)有 1244.44cm-1、1231.51cm-1吸收峰，這兩個吸收峰歸屬于酚-OH變形振動和C-O伸縮振動，由此判斷可能是橡膠用的酚類防老化劑.

2.2.3無機助劑鑒定

將橡膠高溫灰化后得到一些氧化物和無機鹽，通過測定其成分可以推測出橡膠中無機助劑，通過紅外光譜分析橡膠常用的無機助劑如氧化鋅、硫酸鈣等.將剩余的灰分反復用去離子水洗至中性后，在烘箱中烘干，與KBr壓片進行紅外光譜分析.

表3　四種品牌牌乳膠手套裂解液的無機助劑紅外光譜圖官能團與對應峰值

牌 1中 1416.83cm-1、牌 2中 1424.88cm-1、牌 3中1417.58cm-1、牌4中1447.47cm-1分別為硫酸根離子對稱伸縮振動的吸收峰，牌1中874.33cm-1、牌2中873.02cm-1、牌3中874.86cm-1、牌4中873.29cm-1分別為硫酸根離子變角振動的吸收峰，據(jù)此判斷該無機物可能為硫酸鹽.

3　結論

經(jīng)紅外光譜分析得知，這四種品牌乳膠手套料的膠種可能是硫化甲基硅橡膠；有機助劑可能有鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、二苯胺類防老化劑和酚類防老化劑.

〔1〕胡彥師，安澤偉，華玉偉.橡膠樹種質資源大田種質庫寒害調查報告［J］.中國農(nóng)學通報，2011，27（25）：56-57.

〔2〕郝鳳嶺，田春光，尹香玉.紅外光譜法測定二元乙丙橡膠中乙烯、丙烯組成［J］.彈性體，2000，10（4）：17-20.

〔3〕武晶，韓文霞.紅外光譜法鑒定幾種難于區(qū)分的橡膠［J］.特種橡膠制品，2004，25（1）：51-54.

〔4〕唐恢同.有機化合物的光譜鑒定［M］.北京：北京大學出版社，1994.43-45.

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1673-260X（2016）10-0009-02

2016-06-11