李玉福 夏永俠 徐東鶴 李光亮(中國科學(xué)院化學(xué)研究所)
微粒二氧化硅(即白碳黑)是硅橡咬的主要填料，其表面性質(zhì)對橡膠的增強(qiáng)和老化有顯著的影響。我們曾報(bào)導(dǎo)用氫化鋁鋰轉(zhuǎn)化色譜法測定硅樹脂中的羥基及液體中的微量水，方法簡便準(zhǔn)確。此法加以改進(jìn)也可推廣用以分析二氧化硅表面的羥基含量。
操作方法基本和硅樹脂中輕基分析的方法相同，但需要解決二氧化硅粉末向密封的試劑系統(tǒng)進(jìn)樣的問題。將約0.2克樣品在10毫升容量瓶中加熱數(shù)小時(shí)以脫吸附水(稱量空瓶和加熱后之樣品瓶計(jì)算樣品重)，然后加入惰性溶劑充分振蕩使粉末在液體中分散，并沖稀至刻度。用250微升注射器(以環(huán)權(quán)樹脂粘接針頭)經(jīng)橡皮塞取樣100微升注人氫化鋁銼溶液中，按照前法進(jìn)行色譜分析和計(jì)算。
沉淀法或經(jīng)化學(xué)處理的二氧化硅集結(jié)不顯著容易分散，可使用液體石臘與辛烷的混合物(體積1:1)為分散劑。燃燒法二氧化硅集結(jié)較為嚴(yán)重，需用液體石臘與極性的二乙二醇二甲醚(3:1)作分散劑才能得到均勻的分散體系。
二氧化硅表面一般含有百分之幾的吸附水，對輕基分析影響甚大，必須預(yù)先除去。但在除水時(shí)又要避免羚基自身縮合導(dǎo)致結(jié)果偏低。我們用甲苯回流脫水后取其懸浮液作徑基分析，結(jié)果重復(fù)性甚好，但此法不適用于成批樣品分析。最后改用將成批樣品在烘箱中加熱(燃燒法二氧化硅在120℃3小時(shí)，沉淀法二氧化硅在180℃3小時(shí)后可以達(dá)到平衡)的方法，脫水結(jié)果與甲苯回流相同。
此法重復(fù)性尚好，對于徑基含量為0.5-5%的二氧化硅，其精密度相應(yīng)為7-0.5%左右。其可靠性可用下列事實(shí)證明之:所測定的羚墓含量與用六甲基二硅氮烷(MMN)或二苯基二經(jīng)基硅烷處理后的殘余輕基含量之差為反應(yīng)失去的徑基數(shù)，此數(shù)值與根據(jù)化學(xué)處理后二氧化硅的含碳值計(jì)算的Me3si-或(C6H6)2Si< 基團(tuán)之?dāng)?shù)量一致。
用上述方法測定了一些國產(chǎn)的燃燒法和沉淀法以及硅烷化處理的二氧化硅的經(jīng)基含量，同時(shí)用動(dòng)態(tài)吸附法測定了這些填料的比表面積，從而計(jì)算出了每平方毫微米上的經(jīng)基數(shù)量。例如燃燒法4號、沉淀法1號和經(jīng)MMN處理的燃燒法1號二氧化硅其比表面積分別為370、51、72米:/克，經(jīng)基含l為4.02、0.83、0.42%，每平方毫微米面積上之經(jīng)基個(gè)數(shù)為3.8、5.8、2.1。
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