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，當與表面積指標一起使用時，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?，F(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 標準參比炭黑 SRB9 系列。
2.2? 儀器設備
(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標準參比炭黑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標準參比炭黑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標準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樣炭 黑吸油值回歸值均在標準值范圍內(nèi)，表明用石蠟 油測試炭黑吸油值也能得到可靠結(jié)果，重復性也 滿足標準規(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 標準值范圍內(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，重復性也滿足標準規(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 復性分析和與 DBP 吸油值對比分析，重復性優(yōu)于 標準中規(guī)定的重復性，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， 但仍在標準規(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。 手工法測試的重復性均滿足標準規(guī)定的重復性 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 要用標樣建立的回歸方程進行校正，因標樣所賦 標準值及產(chǎn)品技術(shù)條件標準指標值均以 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準要求，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，在標準樣品及技術(shù)指標方面還依賴 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者批評指正，并 提供更好的石蠟油使用研究經(jīng)驗。
