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

摘? 要：本文用石蠟油代替DBP進(jìn)行SRB9系列標(biāo)樣和常規(guī)橡膠用炭黑樣品吸油值測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 評(píng)價(jià)如何正確、合理使用石蠟油測(cè)試炭黑的吸油值。

關(guān)鍵詞：吸油值;石蠟油;評(píng)價(jià)

1? 前? 言

炭黑的結(jié)構(gòu)是炭黑最基本的特性之一。對(duì)于 炭黑結(jié)構(gòu)的測(cè)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(shí)，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(shí)，吸油值具有很大 的價(jià)值。GB/T 3780.2《炭黑第 2 部分吸油值的測(cè) 定》和GB/T 3780.4《炭黑第4部分壓縮吸油值的測(cè) 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(yàn)使用 DBP。現(xiàn)炭黑實(shí)驗(yàn)室大部分采用 DBP。

鄰苯二甲酸二丁酯，英文 dibutyl phthalate, 簡(jiǎn) 稱(chēng)DBP，是一種常用的增塑劑，關(guān)于鄰苯二甲酸二 丁酯所帶來(lái)的健康問(wèn)題備受爭(zhēng)議，REACH 化學(xué)品 監(jiān)管體系強(qiáng)制推行對(duì)鄰苯二甲酸酯的限制法律， 有報(bào)道稱(chēng) DBP 對(duì)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(guò)敏性鼻炎，皮炎及胃腸炎，誤服 后會(huì)引起惡心、頭暈及中毒性腎炎，DBP易燃，這 就給實(shí)驗(yàn)室的管理以及實(shí)驗(yàn)室操作人員操作過(guò)程 帶來(lái)了很多困擾，操作人員使用過(guò)程需要佩戴口 罩、手套等安全防護(hù)用品，實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)驗(yàn)后的炭黑 殘?jiān)惨?jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)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(wú)色、無(wú)味、無(wú)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(duì)皮膚無(wú)刺激，有良好的親和性。 本文對(duì)石蠟油進(jìn)行甄選，對(duì)石蠟油測(cè)試炭黑 吸油值進(jìn)行評(píng)價(jià)，給出正確使用石蠟油的操作過(guò) 程和方法，以期用石蠟油全面替代鄰苯二甲酸二 丁酯測(cè)試炭黑吸油值，使操作人員更健康、環(huán)境更 美好。

　　2? 實(shí)驗(yàn)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(jì)。

　　2.3? 實(shí)驗(yàn)

2.3.1 回歸曲線(xiàn)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(cè)定》和 GB/T 3780.4 - 2017《炭黑第 4 部分：壓縮試樣吸油值的測(cè)定》的規(guī)定，用石蠟油 對(duì)ASTM D24標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑SRB9系列(A9~F9)進(jìn) 行儀器法四平行測(cè)試，建立回歸曲線(xiàn)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(cè)定》的規(guī)定，用石蠟油 對(duì)ASTM D24標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑SRB9系列(A9~F9)進(jìn) 行手工法平行測(cè)試，建立回歸曲線(xiàn)方程。

　　2.3.2 樣品測(cè)試

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

3? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與處理

3.1? 儀器法

石蠟油儀器法(A法)測(cè)試SRB9#炭黑的結(jié)果 見(jiàn)表 1。

以A9~F9標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)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(xiàn)，見(jiàn)圖1~圖4，用 回歸方程對(duì)測(cè)定值進(jìn)行回歸計(jì)算回歸值，結(jié)果見(jiàn) 表 2。

從表 1、2 分析，用石蠟油儀器法測(cè)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(cè)試炭黑吸油值也能得到可靠結(jié)果，重復(fù)性也 滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3.2? 手工法

石蠟油手工法測(cè)試SRB9#炭黑的結(jié)果見(jiàn)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(jìn)行手 工法測(cè)試也是可行的，重復(fù)性也滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　　3.3? 樣品測(cè)試

3.3.1 儀器法

用石蠟油進(jìn)行儀器法測(cè)試N115、N326、N330、 N660樣品吸油值(OAN)和壓縮樣吸油值(COAN)， 同時(shí)用 DBP 對(duì)比測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表 4、表 5，通過(guò)重 復(fù)性分析和與 DBP 吸油值對(duì)比分析，重復(fù)性?xún)?yōu)于 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的重復(fù)性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn) DBP 吸油值均 大于石蠟油吸油值，相對(duì)平均偏差為 1.8%，表明不同油種測(cè)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(jìn)行10次壓前和壓后測(cè)定，將結(jié) 果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表6，表明結(jié)果的一致性很 好;進(jìn)一步表明石蠟油測(cè)試炭黑吸油值是可行的。

　　3.3.2 手工法

用石蠟油手工測(cè)試N115、N326、N330、N660 樣品吸油值(OAN)和壓縮吸油值(COAN)，并 用DBP測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果見(jiàn)表7、表8。 手工法測(cè)試的重復(fù)性均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重復(fù)性 限，手工法石蠟油測(cè)試值比DBP測(cè)試值高，相對(duì)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(jìn)行吸 收油時(shí)過(guò)程也會(huì)有一定差異，結(jié)果表現(xiàn)出石蠟油 的實(shí)測(cè)值比 DBP 大，通過(guò)標(biāo)樣進(jìn)行回歸校正后能 具有一致性。

4.2 石蠟油吸油值儀器法測(cè)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(cè)試吸油值必須 要用標(biāo)樣建立的回歸方程進(jìn)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(lái)。

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

4.5 在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(yǔ)

石蠟油測(cè)試炭黑吸油值能滿(mǎn)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(lài) DBP 數(shù)據(jù)。后續(xù)還要進(jìn)一步研究石蠟油在各種炭黑吸 油值測(cè)試中的現(xiàn)象和結(jié)果，通過(guò)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)積累，相 信行業(yè)能更好的使用石蠟油測(cè)試吸油值。筆者在 評(píng)價(jià)方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面還有不足之處，還請(qǐng) 長(zhǎng)期從事炭黑檢測(cè)研究的專(zhuān)家學(xué)者批評(píng)指正，并 提供更好的石蠟油使用研究經(jīng)驗(yàn)。