劉? 健，代傳銀，熊錦麗，張銘霖，何明泉 (國家炭黑質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，四川 自貢 643000)

摘? 要：本文用石蠟油代替DBP進行SRB9系列標(biāo)樣和常規(guī)橡膠用炭黑樣品吸油值測試，對測試結(jié)果進行統(tǒng)計分析， 評價如何正確、合理使用石蠟油測試炭黑的吸油值。

關(guān)鍵詞：吸油值;石蠟油;評價

1? 前? 言

炭黑的結(jié)構(gòu)是炭黑最基本的特性之一。對于 炭黑結(jié)構(gòu)的測定一般采用吸油值的方法，吸油值 表征炭黑的聚集程度，炭黑用作橡膠填充劑時，其 粒子的聚集程度影響炭黑硫化膠的使用性能，所 以，當(dāng)與表面積指標(biāo)一起使用時，吸油值具有很大 的價值。GB/T 3780.2《炭黑第 2 部分吸油值的測 定》和GB/T 3780.4《炭黑第4部分壓縮吸油值的測 定》中規(guī)定了 A 法(儀器法)和 B 法(手工法)兩 種方法，規(guī)定了可用試劑為鄰苯二甲酸二丁酯 (DBP)、石蠟油、環(huán)氧化葵花油。仲裁試驗使用 DBP。現(xiàn)炭黑實驗室大部分采用 DBP。

鄰苯二甲酸二丁酯，英文 dibutyl phthalate, 簡 稱DBP，是一種常用的增塑劑，關(guān)于鄰苯二甲酸二 丁酯所帶來的健康問題備受爭議，REACH 化學(xué)品 監(jiān)管體系強制推行對鄰苯二甲酸酯的限制法律， 有報道稱 DBP 對皮膚粘膜有刺激作用，有輕度地 致敏作用，接觸者可引發(fā)多發(fā)性神經(jīng)炎，脊髓神經(jīng) 炎及顱神經(jīng)炎，過敏性鼻炎，皮炎及胃腸炎，誤服 后會引起惡心、頭暈及中毒性腎炎，DBP易燃，這 就給實驗室的管理以及實驗室操作人員操作過程 帶來了很多困擾，操作人員使用過程需要佩戴口 罩、手套等安全防護用品，實驗室對實驗后的炭黑 殘渣也要經(jīng)過專門的環(huán)保處理。

石蠟油，一種礦物油，是從原油分餾中得到的 混合物，無色、無味、無毒，不易燃，具有優(yōu)良的 安定性，耐光性，化學(xué)穩(wěn)定性，低致敏性，封閉 性，對皮膚無刺激，有良好的親和性。 本文對石蠟油進行甄選，對石蠟油測試炭黑 吸油值進行評價，給出正確使用石蠟油的操作過 程和方法，以期用石蠟油全面替代鄰苯二甲酸二 丁酯測試炭黑吸油值，使操作人員更健康、環(huán)境更 美好。

　　2? 實驗部分

2.1? 試劑和材料

(1)石蠟油，密度為 0.85~0.86g/mL。

(2)ASTM D24 標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑 SRB9 系列。

　　2.2? 儀器設(shè)備

(1)分析天平，分度值為 1mg。

(2)烘箱，可控溫度為(125±2)℃。

(3)炭黑吸油計。

　　2.3? 實驗

2.3.1 回歸曲線方程的建立

2.3.1.1 儀器法

按GB/T 3780.2 - 2017《炭黑 第2部分：炭黑 吸油值的測定》和 GB/T 3780.4 - 2017《炭黑第 4 部分：壓縮試樣吸油值的測定》的規(guī)定，用石蠟油 對ASTM D24標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑SRB9系列(A9~F9)進 行儀器法四平行測試，建立回歸曲線方程。

　　2.3.1.2 手工法

按 GB/T 3780.2 - 2017《炭黑第 2 部分：炭黑 部分：壓縮試樣吸油值的測定》的規(guī)定，用石蠟油 對ASTM D24標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑SRB9系列(A9~F9)進 行手工法平行測試，建立回歸曲線方程。

　　2.3.2 樣品測試

選擇常規(guī)橡膠用炭黑N115、N326、N330、N660 四類樣品，用石蠟油分別進行儀器法和手工法吸 油值的測試。

3? 實驗結(jié)果與處理

3.1? 儀器法

石蠟油儀器法(A法)測試SRB9#炭黑的結(jié)果 見表 1。

以A9~F9標(biāo)準(zhǔn)值與測試平均值分別建立硬質(zhì)、 軟質(zhì)炭黑壓前和壓縮樣回歸曲線，見圖1~圖4，用 回歸方程對測定值進行回歸計算回歸值，結(jié)果見 表 2。

從表 1、2 分析，用石蠟油儀器法測試標(biāo)樣炭 黑吸油值回歸值均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，表明用石蠟 油測試炭黑吸油值也能得到可靠結(jié)果，重復(fù)性也 滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3.2? 手工法

石蠟油手工法測試SRB9#炭黑的結(jié)果見表3。

從表3可看出，石蠟油手工法吸油值回歸值均在 標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)且偏差在1σ內(nèi)，表明用石蠟油進行手 工法測試也是可行的，重復(fù)性也滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　　3.3? 樣品測試

3.3.1 儀器法

用石蠟油進行儀器法測試N115、N326、N330、 N660樣品吸油值(OAN)和壓縮樣吸油值(COAN)， 同時用 DBP 對比測試，結(jié)果見表 4、表 5，通過重 復(fù)性分析和與 DBP 吸油值對比分析，重復(fù)性優(yōu)于 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的重復(fù)性，同時也發(fā)現(xiàn) DBP 吸油值均 大于石蠟油吸油值，相對平均偏差為 1.8%，表明不同油種測試的吸油值還是存一定的系統(tǒng)誤差， 但仍在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的再現(xiàn)性范圍內(nèi)。

用N326分別進行10次壓前和壓后測定，將結(jié) 果進行方差分析，結(jié)果見表6，表明結(jié)果的一致性很 好;進一步表明石蠟油測試炭黑吸油值是可行的。

　　3.3.2 手工法

用石蠟油手工測試N115、N326、N330、N660 樣品吸油值(OAN)和壓縮吸油值(COAN)，并 用DBP測試結(jié)果進行對比分析，結(jié)果見表7、表8。 手工法測試的重復(fù)性均滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重復(fù)性 限，手工法石蠟油測試值比DBP測試值高，相對分 別高 0.8% 和 1.4%。

4? 結(jié)果分析

4.1 由于石蠟油的密度比 DBP 密度小，炭黑進行吸 收油時過程也會有一定差異，結(jié)果表現(xiàn)出石蠟油 的實測值比 DBP 大，通過標(biāo)樣進行回歸校正后能 具有一致性。

4.2 石蠟油吸油值儀器法測定結(jié)果普遍低于 DBP 吸油值，而手工法又高于DBP吸油值，主因是儀器 法與手工法建立的回歸方程有差異。

4.3 從本文分析看出，用石蠟油測試吸油值必須 要用標(biāo)樣建立的回歸方程進行校正，因標(biāo)樣所賦 標(biāo)準(zhǔn)值及產(chǎn)品技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值均以 DBP 為基 礎(chǔ)所建立起來。

4.4 石蠟油是一種有機混合物，成分的穩(wěn)定性會 受到工藝條件、原料的影響，對吸油值的穩(wěn)定性也 可能會有一定影響。

4.5 在實驗過程中，石蠟油與炭黑的混合物粘度 小于 DBP，所以更利于混合池的清潔。

       5? 結(jié)? 語

石蠟油測試炭黑吸油值能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，是 一種較好的 DBP 替代材料，但是由于缺少大量數(shù) 據(jù)積累，在標(biāo)準(zhǔn)樣品及技術(shù)指標(biāo)方面還依賴 DBP 數(shù)據(jù)。后續(xù)還要進一步研究石蠟油在各種炭黑吸 油值測試中的現(xiàn)象和結(jié)果，通過長期數(shù)據(jù)積累，相 信行業(yè)能更好的使用石蠟油測試吸油值。筆者在 評價方法及實驗設(shè)計等方面還有不足之處，還請 長期從事炭黑檢測研究的專家學(xué)者批評指正，并 提供更好的石蠟油使用研究經(jīng)驗。