1　前　言

ＳＤ40硅烷偶联剂是橡胶的主要添加剂,其中硫含量的多少对轮胎的各项性能如耐磨性、抗热、抗老化性等都起着至关重要的作用。因此准确、快速测定硫含量显得尤为重要硫含量的测定方法在我们的前期工作中已有介绍,并对用硫酸钡重量法测定ＳＤ40硅烷偶联剂中的硫进行过着重研究[1]。但重量法操作复杂,损耗试剂多,分析流程长,费时费力。而ＩＣＰ全谱直读光谱仪兼具原子吸收和发射光谱的优点,精密度高,测定范围宽,快速准确。文献中已有用ＩＣＰ ＡＥＳ法测定硫的报导[2～5],但用于测定橡胶助剂,特别是硅烷偶联剂中的硫还未见报导。我们用ＩＣＰ光谱仪对ＳＤ40硅烷偶联剂中硫含量的测定进行了研究。

2　实验部分

2.1　仪器与试剂

2.1.1　仪器等离子体光谱仪:ＩＲＩＳＡｄｖａｎｔａｇｅ,美国ＴｈｅｒｍｏＪａｒｒｅｌｌＡｓｈ公司生产。主要部件含中阶梯光栅,电荷注入检测器(ＣＩＤ),玻璃同心雾化器,旋流雾化室。ＴｈｅｒｍｏＳｐｅｃ/ＣＩＤ分析软件的计算机及ＨＰ激光打印机。

2.1.2　试剂硝酸、高氯酸(均为优级纯);硫酸钠(优级纯)实验用水为去离子水。

2.2　工作条件见表1。

2.3　标准溶液的制备标准储备液:准确称取4.4300ｇ干燥恒重的优级纯硫酸钠,溶于少量的去离子水中,移入1000ｍＬ容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液硫的浓度为1000ｍｇ/Ｌ。临用前用二次去离子水逐级稀释。低标溶液:5%的硝酸溶液。高标溶液:用硫标准储备液配制成含硫100μｇ/ｍＬ,200μｇ/ｍＬ,300μｇ/ｍＬ,400μｇ/ｍＬ,500μｇ/ｍＬ的5%硝酸溶液。

2.4　样品的处理称取0 5000ｇ样品于500ｍＬ玻璃烧杯中,用少量水湿润后,加入30ｍＬ硝酸摇动,待剧烈反应结束后置电热板上低温加热到黄烟冒尽,高温加热至溶液清亮,取下稍冷,转入500ｍＬ的容量瓶中定溶。同时做空白试验。

3　结果与讨论

3.1　分析元素的谱线及标准曲线仪器的ＣＩＤ检测器使用的波长范围为170～900ｎｍ,在该范围内,可供选用硫的灵敏线是180.734ｎｍ和182.034ｎｍ。据文献[6]及本实验所用等离子体光谱仪所附资料库信息,180.734ｎｍ的硫谱线附近有钙(180.70ｎｍ)、锰(180.717ｎｍ)和铁(180.78ｎｍ)的谱线,会造成干扰。但从试样预先扫描检查得知,试样中这些元素含量很低,实际不会干扰测定。而我们实测得知182.034ｎｍ(级数184)的谱线读数值最大,另外182.034ｎｍ谱线附近无干扰线,故选用82.034ｎｍ(中阶梯光栅的光谱级数为184)谱线为分析线,并绘制了标准曲线,结果见表2。



3.2　溶液的酸度试样处理必须使用硝酸,测定液的酸度大约为5%。分别用1%、5%、10%、15%和20%酸度的硝酸配置标准溶液。测定结果表明,随着酸度的增大,测定元素的强度略有下降,但在1%～10%的酸度范围内,这种影响可以忽略。

3.3　基体的影响ＳＤ40硅烷偶联剂中含有大量的硅,通过硝酸对有机物的分解,硅全部溶解在溶液中。通过谱线分析得知,182.034ｎｍ谱线不受硅干扰。另外,对样品进行除硅和不除硅测定试验,结果显示硅的存在与否对硫的测定无影响。

3.4　精密度试验和对比实验我们将同一样品用ＩＣＰ ＡＥＳ法(除硅和不除硅两法)和硫酸钡重量法同时测定,实验结果见表3。

　　由上表我们可以看出,用ＩＣＰ ＡＥＳ法测定硫,除硅和不除硅其结果基本一致。他们与重量法的结果对比,相对标准偏差(ＲＳＤ)均小于0 5%,满足测定允差要求。



4　结　语

用带有ＣＩＤ检测器的等离子体光谱仪可以准确、快速测定ＳＤ40硅烷偶联剂中的硫含量,此方法有良好的精密度和准确性,是值得推荐的有效测试方法。在测定时,硫在短波长180ｎｍ区域会受到氧吸收带的严重干扰,因此除了严格遵守试验条件和通常分析工作要求外,还必须保证有足够的通氩气时间,以确保除氧完全。否则会导致测定硫的结果偏低,且重现性不好。