家用橡胶手套成分分析

张晓艳，刘玉婕，黄　磊，王　鑫，刘明利

（赤峰学院　化学化工学院，内蒙古　赤峰　024000）

家用橡胶手套成分分析

张晓艳，刘玉婕，黄磊，王鑫，刘明利

（赤峰学院化学化工学院，内蒙古赤峰024000）

家用橡胶手套是日常生活中通用的手部防护用品，它是天然乳胶经过处理而成的，天然乳胶的主要成分是聚顺式1，4-异戊二烯.本文通过对4种品牌橡胶手套裂解液、浸提液和灰烬做红外光谱进行表征进而分析探讨了橡胶手套制作过程中处理天然乳胶所用到的处理剂.经红外光谱分析得知，这四种品牌乳胶手套料的胶种可能是硫化甲基硅橡胶；有机助剂可能有邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、二苯胺类防老化剂和酚类防老化剂；无机灰分可能含氧化锌、硫酸盐等.

橡胶手套；天然乳胶；聚顺式1，4-异戊二烯

1　前言

橡胶是一种有弹性的聚合物.来源可以人工合成，也可以天然提取，两者都有非常多的用途和衍生产品，例如皮套、救生圈等，于是它成为了我们生活中不可或缺的东西.橡胶主要种植于马来西亚、印度尼西亚等东南亚地区［1］.橡胶中热固性聚合物是由相邻的两个未饱和的双键生成的.其中双键存在于聚合物链中的骨架上［2］.天然橡胶和合成橡胶是根据橡胶的原料分出来的，而乳胶、粉末橡胶、块状生胶和液体橡胶则是按照橡胶的形态分成的.很多种橡胶手套都是用橡胶薄膜或薄片制成的，应用于各种行业，例如防辐射手套、电绝缘手套、医用手套、耐酸碱手套等.而通常说的模压手套和胶乳手套则是按照橡胶原料或制造工艺分出来的.用天然乳胶、合成乳胶或天然乳胶与合成乳胶混合制成的用于家务劳作防护，有结构形状的手套叫家用橡胶手套.家用橡胶手套一般是有花纹、分左右手、有颜色的手套.橡胶成分复杂，含有橡胶、配合剂和添加剂等多种有机和无机组分，在对其成分进行分析时往往需要多种方法和手段相结合，但因这些方法操作复杂、分析时间长或分析成本较高，使方法的应用受到限制，怎样用最小的成本和最快的速度全面、准确地剖析橡胶制品的成分是检测人员和有关技术人员较关心的问题.本文采用红外光谱的分析方法对橡胶手套的胶种、有机助剂、无机灰分成分进行了分析.

2　实验研究

2.1仪器和试剂

Thermo Fisher scientific牌 Nicoletis5型红外光谱仪（Madison.Wi53111.USA）、佳洋牌KDM型调温电热套（山东鄄城光明仪器有限公司）、天平、磨口蒸馏瓶（250ml）、冷凝管、乳胶管、铁架台（带铁圈）、漏斗、滤纸、磨口梨形瓶（带塞）、烧杯、坩埚铁、药匙、丙酮（分析纯）、氯仿（分析纯）.

2.2实验内容及分析

样品的处理与制备

有机助剂的提取

将北塔牌、南阳牌、欣达牌、粤龙牌四个家用橡胶手套剪成1mm×1mm的橡胶样品，称取剪碎的橡胶样品3.0g置于磨口蒸馏瓶中，加入氯仿、丙酮各25.0ml作为溶剂，在电热套中加热煮沸，冷凝回流6h，然后将胶料在烘干箱中烘干备用，浸提液在60℃以下的水浴中浓缩至约2ml备用.将橡胶颗粒浸入氯仿和丙酮的混合液中，提取溶液干燥，取0.5g放入试管中，高温加热裂解，备用.取剪碎的橡胶样品3.0g，放入坩埚中高温灼烧，得到无机灰分.组分分析实验：

（1）胶种分析

将胶种裂解液均匀涂膜于KBr盐片上，在烘干箱中烘干后，进行红外光谱分析.

（2）有机助剂分析

将上述浓缩液均匀涂膜于KBr盐片上，在烘干箱中烘干后，进行红外光谱分析.

（3）无机灰分分析

取少量高温灼烧后的灰分与KBr压片，进行红外光谱分析.

2.2.1胶种的确定

表1　四种品牌牌乳胶手套裂解液的胶种红外光谱图官能团与对应峰值

用红外光谱法鉴定胶种是一种较常用的方法［3］.橡胶制品由于高度交联，很难溶解，应用红外光谱分析最方便的制样方法是裂解制样法，采用裂解法制样，样品中的有机助剂会干扰胶种分析，一般要用丙酮或氯仿-丙酮浸提大部分有机助剂再裂解制样.表1采用氯仿-丙酮浸提后的四种品牌乳胶手套裂解液的红外光谱图官能团与对应峰值.

牌 1中 2958.47cm-1、牌 2中 2961.34cm-1、牌 3中2958.93cm-1、牌4中2850.51cm-1为饱和烃C-H伸缩振动吸收峰，表明该橡胶结构中含有-CH3［4］；牌1中1451.18cm-1、牌2中1454.44cm-1、牌3中1455.01cm-1、牌4中1456.23cm-1为-Si（CH3）2变角振动的吸收峰［4］.综上分析，这四种品牌的乳胶手套的胶种可能是硫化甲基硅橡胶.

2.2.2有机助剂的鉴定

用氯仿-丙酮做为溶剂将胶料浸提后将其中的有机助剂提取出来，再用红外光谱表征.表2为四种品牌乳胶手套浸提液的红外光谱图官能团与对应峰值.

表2　四种品牌牌乳胶手套裂解液的有机助剂红外光谱图官能团与对应峰值

牌 1中 2925.94cm-1、牌 2中 2925.23cm-1、牌 3中2854.00cm-1和2925.57cm-1、牌4中2926.23cm-1为饱和烃C-H伸缩振动吸收峰，表明化合物含有-CH3、-CH2；牌1中1710.08cm-1、牌2中1709.55cm-1、牌3中1709.76cm-1、牌4中1709.97cm-1为具有共轭结构的酯羰基的吸收峰，表明该化合物含有共轭结构的酯羰基；牌1中1710.08cm-1、牌2中1645.95cm-1、牌3中1645.30cm-1、牌4中1645.77cm-1为具有共轭结构的苯环骨架振动吸收峰，表明该化合物含有苯环，且苯环上的取代方式为邻二取代.综上分析，该谱图具有邻苯二甲酸烷基酯的特征，推测可能是邻苯二甲酸二辛酯（DOP），邻苯二甲酸二辛酯是应用最广泛的增塑剂.牌1中1457.01cm-1、牌2中1431.03cm-1、牌3中1442.76cm-1、牌4中1456.39cm-1归属于苯环骨架［9］和N-H变形振动吸收峰，牌1中3458.29cm-1、牌2中3462.28cm-1、牌3中3449.14 cm-1、牌4中3462.34cm-1归属于胺中的N-H伸缩振动吸收峰，加之上述苯环结构推断可能是二苯胺类防老化剂；其中北塔和粤龙两个品牌乳胶手套与南阳和欣达这两个品牌乳胶手套在大小、厚度方面相差无几，但价格却比南阳牌和欣达牌高许多，出现这种价格差价可能是：在北塔牌和粤龙牌乳胶手套的浸提液红外光谱图中发现有 1244.44cm-1、1231.51cm-1吸收峰，这两个吸收峰归属于酚-OH变形振动和C-O伸缩振动，由此判断可能是橡胶用的酚类防老化剂.

2.2.3无机助剂鉴定

将橡胶高温灰化后得到一些氧化物和无机盐，通过测定其成分可以推测出橡胶中无机助剂，通过红外光谱分析橡胶常用的无机助剂如氧化锌、硫酸钙等.将剩余的灰分反复用去离子水洗至中性后，在烘箱中烘干，与KBr压片进行红外光谱分析.

表3　四种品牌牌乳胶手套裂解液的无机助剂红外光谱图官能团与对应峰值

牌 1中 1416.83cm-1、牌 2中 1424.88cm-1、牌 3中1417.58cm-1、牌4中1447.47cm-1分别为硫酸根离子对称伸缩振动的吸收峰，牌1中874.33cm-1、牌2中873.02cm-1、牌3中874.86cm-1、牌4中873.29cm-1分别为硫酸根离子变角振动的吸收峰，据此判断该无机物可能为硫酸盐.

3　结论

经红外光谱分析得知，这四种品牌乳胶手套料的胶种可能是硫化甲基硅橡胶；有机助剂可能有邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、二苯胺类防老化剂和酚类防老化剂.

〔1〕胡彦师，安泽伟，华玉伟.橡胶树种质资源大田种质库寒害调查报告［J］.中国农学通报，2011，27（25）：56-57.

〔2〕郝凤岭，田春光，尹香玉.红外光谱法测定二元乙丙橡胶中乙烯、丙烯组成［J］.弹性体，2000，10（4）：17-20.

〔3〕武晶，韩文霞.红外光谱法鉴定几种难于区分的橡胶［J］.特种橡胶制品，2004，25（1）：51-54.

〔4〕唐恢同.有机化合物的光谱鉴定［M］.北京：北京大学出版社，1994.43-45.

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1673-260X（2016）10-0009-02

2016-06-11