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輪胎的各項性能如耐磨性、抗熱、抗老化性等都起著至關(guān)重要的作用。因此準(zhǔn)確、快速測定硫含量顯得尤為重要硫含量的測定方法在我們的前期工作中已有介紹,并對用硫酸鋇重量法測定ＳＤ40硅烷偶聯(lián)劑中的硫進(jìn)行過著重研究[1]。但重量法操作復(fù)雜,損耗試劑多,分析流程長,費時費力。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,精密度高,測定范圍寬,快速準(zhǔn)確。文獻(xiàn)中已有用ＩＣＰ ＡＥＳ法測定硫的報導(dǎo)[2～5],但用于測定橡膠助劑,特別是硅烷偶聯(lián)劑中的硫還未見報導(dǎo)。我們用ＩＣＰ光譜儀對ＳＤ40硅烷偶聯(lián)劑中硫含量的測定進(jìn)行了研究。

2　實驗部分

2.1　儀器與試劑

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

2.1.2　試劑硝酸、高氯酸(均為優(yōu)級純);硫酸鈉(優(yōu)級純)實驗用水為去離子水。

2.2　工作條件見表1。

2.3　標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備標(biāo)準(zhǔn)儲備液:準(zhǔn)確稱取4.4300ｇ干燥恒重的優(yōu)級純硫酸鈉,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,用少量水濕潤后,加入30ｍＬ硝酸搖動,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。同時做空白試驗。

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檢測器使用的波長范圍為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]及本實驗所用等離子體光譜儀所附資料庫信息,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,實際不會干擾測定。而我們實測得知182.034ｎｍ(級數(shù)184)的譜線讀數(shù)值最大,另外182.034ｎｍ譜線附近無干擾線,故選用82.034ｎｍ(中階梯光柵的光譜級數(shù)為184)譜線為分析線,并繪制了標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見表2。



3.2　溶液的酸度試樣處理必須使用硝酸,測定液的酸度大約為5%。分別用1%、5%、10%、15%和20%酸度的硝酸配置標(biāo)準(zhǔn)溶液。測定結(jié)果表明,隨著酸度的增大,測定元素的強(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,通過硝酸對有機(jī)物的分解,硅全部溶解在溶液中。通過譜線分析得知,182.034ｎｍ譜線不受硅干擾。另外,對樣品進(jìn)行除硅和不除硅測定試驗,結(jié)果顯示硅的存在與否對硫的測定無影響。

3.4　精密度試驗和對比實驗我們將同一樣品用ＩＣＰ ＡＥＳ法(除硅和不除硅兩法)和硫酸鋇重量法同時測定,實驗結(jié)果見表3。

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



4　結(jié)　語

用帶有ＣＩＤ檢測器的等離子體光譜儀可以準(zhǔn)確、快速測定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試方法。在測定時,硫在短波長180ｎｍ區(qū)域會受到氧吸收帶的嚴(yán)重干擾,因此除了嚴(yán)格遵守試驗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間,以確保除氧完全。否則會導(dǎo)致測定硫的結(jié)果偏低,且重現(xiàn)性不好。