王利杰，胡文榮，王德勝，王? 宏 (青島黑貓?zhí)亢诳萍加邢挢?zé)任公司，山東 青島 266042)
摘? 要：探討INR系列標(biāo)準(zhǔn)炭黑在橡膠用炭黑吸碘值測(cè)試中的應(yīng)用。對(duì)橡膠用炭黑在使用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3780.1-2015與 ASTM D1510-2019測(cè)試吸碘值時(shí)，測(cè)試方法對(duì)炭黑測(cè)試結(jié)果的影響進(jìn)行研究。結(jié)果表明，使用GB/T 3780.1-2015測(cè)試的炭 黑吸碘值比ASTM D1510-2019測(cè)試的高。而使用INR系列標(biāo)準(zhǔn)炭黑對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校正時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)炭黑的測(cè)試方法應(yīng)與樣 品的測(cè)試方法一致。橡膠用炭黑分別使用GB/T 3780.1-2015與ASTM D1510-2019測(cè)試，利用標(biāo)準(zhǔn)炭黑對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校 正后，除炭黑N220外，結(jié)果基本一致。
關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)炭黑;吸碘值;震蕩時(shí)間;稱(chēng)樣量;回歸曲線(xiàn)
1? 引? 言
吸碘值法是炭黑常用的比表面積測(cè)試方法之 一。研究表明，炭黑的吸碘值會(huì)受到炭黑存放時(shí) 間及條件的影響，由于炭黑表面對(duì)氧的化學(xué)吸附 而導(dǎo)致吸碘值逐漸降低，且炭黑的比表面積越高， 這種趨勢(shì)越明顯。因此 SRB 系列的標(biāo)準(zhǔn)炭黑在使 用過(guò)程中會(huì)由于存放時(shí)間延長(zhǎng)而使吸碘值發(fā)生變 化，使用時(shí)必須定期對(duì)其進(jìn)行賦值。INR系列的標(biāo) 準(zhǔn)炭黑經(jīng)處理后吸碘值較為穩(wěn)定，現(xiàn)已廣泛用于 吸碘值測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑。GB/T 3780.1-2015 中給出了標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑進(jìn)行校正的方法，然而GB/ T 3780.1-2015 與 ASTM D1510-2019 在 炭 黑 稱(chēng) 樣 量、震蕩時(shí)間及離心時(shí)間上有著較大的區(qū)別。INR 系列的標(biāo)準(zhǔn)炭黑的賦值采用ASTM D1510。因此本 文主要探討由ASTM D1510賦值的INR系列炭黑在 吸碘值測(cè)試時(shí)，由于測(cè)試條件不同，用于回歸時(shí)對(duì) 結(jié)果的影響及其合理的使用方法，以使測(cè)試結(jié)果 更加準(zhǔn)確。
2? 實(shí)驗(yàn)部分
2.1? 原材料
標(biāo)準(zhǔn)炭黑，INR A、INR B、INRC，美國(guó)材料與 試驗(yàn)協(xié)會(huì);炭黑，牌號(hào)N134、N220、N330、N550、 N660，江西黑貓?zhí)亢谟邢挢?zé)任公司。
2.2? 主要設(shè)備與儀器
震蕩機(jī)，HY-4，金壇市大地自動(dòng)化儀器廠(chǎng); 離心機(jī)，TDL-40B，上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng);電熱鼓 風(fēng)干燥箱，101-2A，天津賽得利斯實(shí)驗(yàn)分析儀器 制造廠(chǎng);所用玻璃儀器均經(jīng)校準(zhǔn)合格。
2.3? 試樣制備
取適量炭黑于125±10℃下干燥一小時(shí)，置于 干燥器中放至室溫。
2.4? 測(cè)試方法
所有測(cè)定步驟均按GB/T 3780.1-2015與ASTM D1510-2019 進(jìn)行。
3? 結(jié)果與討論
3.1? GB/T 3780.1-2015 測(cè)試結(jié)果
測(cè)試采用 GB/T 3780.1-2015，方法 8.2 給出了
根據(jù)該規(guī)定，本試驗(yàn)中炭黑的稱(chēng)樣量如表2所 示：
測(cè)試中，樣品在震蕩機(jī)上震蕩 2 分鐘，離心 2 分鐘。其中標(biāo)準(zhǔn)炭黑測(cè)試4個(gè)平行樣，普通炭黑樣 品測(cè)試 1 個(gè)樣品。結(jié)果如表 3 所示。
從表3的測(cè)試結(jié)果中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)炭黑中僅 有INRC的平均值不在目標(biāo)值范圍內(nèi)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要 求，需要對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行回歸。
3.2? ASTM D1510-201 測(cè)試結(jié)果
測(cè)試采用 ASTM D1510-2019，方法 11.2 給出 了炭黑的稱(chēng)樣量要求，具體規(guī)定如下：
根據(jù)該規(guī)定，本試驗(yàn)中炭黑的稱(chēng)樣量如表5所 示：
測(cè)試中，樣品在震蕩機(jī)上震蕩 1 分鐘，離心 1 分鐘。其中標(biāo)準(zhǔn)炭黑測(cè)試4個(gè)平行樣，普通炭黑樣 品測(cè)試 1 個(gè)樣品。結(jié)果如表 6 所示。
從表3的測(cè)試結(jié)果中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)炭黑平均 值不在目標(biāo)值范圍內(nèi)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，需要對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行回歸。
3.3? 校準(zhǔn)曲線(xiàn)
根據(jù)GB/T 3780.1-2015與ASTM D1510-2019測(cè) 試所得的測(cè)試可以看出，采用GB/T 3780.1-2015進(jìn) 行測(cè)試時(shí)，炭黑吸碘值的結(jié)果普遍比ASTM D1510- 2019 測(cè)試所得高。分別用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試所得的標(biāo) 準(zhǔn)炭黑的吸碘值的平均值作為x值，目標(biāo)值的中值 作為y值進(jìn)行回歸，所得校準(zhǔn)曲線(xiàn)如圖1所示。
從圖1中可以看出，兩種方法測(cè)試得到的校準(zhǔn) 曲線(xiàn)的線(xiàn)性相關(guān)性均較好，按照GB/T 3780.1-2015 測(cè) 試 所 得 的 回 歸 方 程 為 y=1.0086x-0.536，按 照 ASTM D1510-2019 測(cè) 試 所 得 的 回 歸 方 程 為 y=1.0143x+0.0.4969。按照GB/T 3780.1-2015與ASTM D1510-2019測(cè)試所得的結(jié)果分別為表3表6，由于 GB/T 3780.1-2015 稱(chēng) 樣 量 及 震 蕩 時(shí) 間 與 ASTM D1510-2019不同，表3比表6得到更高的測(cè)試值。 對(duì)于炭黑企業(yè)來(lái)說(shuō)，炭黑產(chǎn)品的市場(chǎng)是一個(gè)全球化 的市場(chǎng)，給予客戶(hù)的炭黑吸碘值由于顧客的不同需 要采用不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，工作量較大。
表7為采用GB/T 3780.1-2015測(cè)試后得到的標(biāo) 準(zhǔn)炭黑及普通炭黑的平均值使用校準(zhǔn)曲線(xiàn)1及校 準(zhǔn)曲線(xiàn) 2 所得的回歸值。
從表7中可以看出，雖然標(biāo)準(zhǔn)炭黑INR是采用 ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試賦值，但采用GB/T 3780.1-2015 測(cè) 試時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)炭黑的測(cè)試方法與樣品的測(cè)試方法一 致時(shí)，得到的回歸曲線(xiàn)進(jìn)行回歸后，標(biāo)準(zhǔn)炭黑的測(cè) 試結(jié)果的回歸值均在標(biāo)準(zhǔn)炭黑的目標(biāo)值范圍內(nèi)， 但用 ASTM D1510-2019 測(cè)試得到的回歸曲線(xiàn)對(duì)測(cè) 試結(jié)果進(jìn)行回歸時(shí)，得到的標(biāo)準(zhǔn)炭黑測(cè)試值的回 歸值超出了目標(biāo)值范圍，結(jié)果偏大。
表 8 為采用 ASTM D1510-2019 測(cè)試后得到的 標(biāo)準(zhǔn)炭黑及普通炭黑的平均值使用回歸曲線(xiàn)2所 得的結(jié)果。
從表8中可以看出，采用ASTM D1510-2019測(cè) 試得到的測(cè)試結(jié)果用曲線(xiàn)2進(jìn)行回歸后，標(biāo)準(zhǔn)炭黑 的回歸值，基本在目標(biāo)值的中值，且回歸后除2系 列炭黑外，其余與炭黑采用GB/T 3780.1-2015測(cè)試 后利用曲線(xiàn) 1 回歸后的回歸值基本一致。
4? 結(jié)? 語(yǔ)
(1) 在 使 用 標(biāo) 準(zhǔn) GB/T 3780.1-2015 與 ASTM D1510-2019 測(cè)試橡膠用炭黑的吸碘值時(shí)，由于稱(chēng) 樣量、震蕩時(shí)間及離心時(shí)間的不同，GB/T 3780.1- 2015 測(cè)試的結(jié)果比 ASTM D1510-2019 高。
(2) 采用 GB/T 3780.1-2015 進(jìn)行橡膠用炭黑的 吸碘值測(cè)試時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)炭黑 INR 系列進(jìn)行回歸 后，得到的測(cè)試結(jié)果更為準(zhǔn)確;標(biāo)準(zhǔn)炭黑的測(cè)試也 需采用 GB/T 3780.1-2015 進(jìn)行測(cè)試。
(3)使用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3780.1-2015與ASTM D1510 -2019 測(cè)試橡膠用炭黑的吸碘值時(shí)，INR 系列標(biāo)準(zhǔn) 炭黑的測(cè)試方法應(yīng)與樣品的測(cè)試方法一致，并建 立校準(zhǔn)曲線(xiàn)，經(jīng)校準(zhǔn)曲線(xiàn)回歸后，兩種方法回歸的 測(cè)試結(jié)果除 N220 差距較大外，其余炭黑回歸后的 測(cè)試結(jié)果基本一致。
