如何对轮胎中高聚物的比例鉴定
轮胎中高聚物的比例鉴定
图1. 由上至下依次为样品A、B、C的Clarus 600 GCMS测试结果。
汽机车是现代人生活中无法或缺的重要工具，车辆的组成中，如轮胎、衬套、油封、隔音条等，最重要的就是轮胎，在汽车行驶中，轮胎扮演着传递动力、转向及煞车的重要角色。良好的抓地力，是轮胎配方调比中重点考虑的参数，因此，轮胎中各种成分的比例也相当重要。
利用热裂解气相层析技术，可将NR、SBR、EPDM混合橡胶裂解后，直接分析其成分，进而鉴定各种聚合物配方的比例，有助于产品质量之管控，更可对未知的配方加以鉴定。
PerkinElmer公司生产的Clarus 600 GCMS，具有极快的升降温速度（最高升温速度 140℃/min、降温速度400℃→50℃ in 2 minutes）。此外，宽广的质量扫描范围（1~1200amu）也非常适合于聚合物热裂解的分析应用。
此次测试搭配CDS 5150热裂解仪，具有8段热裂解的功能，最高裂解温度可达1400℃，最快升温速率为20000℃/min。因其多段热裂解的特性，可针对未知物抽丝剥茧，进而鉴定其成分。
我们取三种不同已知成分的胶料，测试结果如图1。
此三组样品是由NR、SBR及EPDM依不同比例组成。由热裂解图谱数据库中可得知，NR裂解后主要的特征产物为Isoprene、SBR为Styrene、EPDM为2-Methyl-1-heptene，因此，我们可解析各样品之热裂解质谱图，找出上述化合物在质谱中的强度，进而鉴定成分比例，图2为各样品中特征成分的层析质谱图。
图2. 由上至下依次为各样品中NR、SBR及EPDM的层析质谱图。
我们通过上述特征物质的强度，找出强度与比例之间的相关性，结果如图3所示。
图3. NR、SBR及EPDM在橡胶中的比例。
由上述结果，我们可发现，通过特征峰的强度，可以准确地鉴定出共聚物中不同聚合物的组成比例。此法对于新胶料的研发具有很大帮助。不过，若适用于品保应用，我们可以善用质谱仪可建立图谱数据库的功能，将已知比例的样品加以分析后，建立标准图谱，日后可将产品抽样裂解，与标准图谱比对其差异，作为质量确认的依据。若是使用数据库比对功能，经由计算机执行，只需数秒的时间即可，具有极高的便利性。
结论
随着产业不断的变迁，产品的要求由原本的“怎样做出来”转变成“怎要做得更好”，或 “怎样做出别人生产不出的产品”。Perkinelmer热裂解气相层析仪，可以帮助您提升产品质量，更可帮助您突破配方的限制，开发出质量、性能兼具的产品。
展源
何发
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