标准橡胶产品质量检测

能力目标：掌握标准橡胶产品质量检测要求及方法。

一、标准橡胶产品标准

根据GB／T8081—1999天然生胶标准橡胶规格，各级标准橡胶的技术指标如下 （见表2－3－7）。

（一）范 围

本标准规定了天然生胶6个等级的最低质量要求和相应的检验方法。

本标准适用于我国各级别的天然生胶标准橡胶。

除恒粘胶 （CV）和浅色胶 （L）之外，生胶各个级别都是以其杂质含量的最高数值来定名的，而恒粘胶和浅色胶则根据规定的特性，如恒粘胶级别以黏度稳定度来定名，而浅色胶级别以浅色来定名。恒粘胶和浅色胶的最高杂质含量与5号胶相同。

（二）取 样

天然生胶应按GB／T15340进行取样或按有关协定的方法取样。

（三）技术要求

1.按本标准规定供应的生胶不得含有胶清橡胶。

2.批样中的每一个胶包都应进行检验，以确定是否符合表所列的技术要求。一般认为杂质含量和塑性保持率 （PRI）是主要的规格参数。

（四）检验结果的评定

如果批样中只有一个胶包的某一项性能测定值的结果超出下表 （表2－3－7）所列的极限值，如果同时有另一个胶包的另外一项性能测定值的结果超出其极限值，则应认为这一批生胶仍符合本标准规格的要求。此外，也可以由有关各方协商以确定合格的条件。

二、标准橡胶取样和样品制备

（一）标准橡胶取样

本标准参照国际标准ISO1795—1974《成包生胶取样》。

1.适用范围

本标准规定了用户从成包天然生胶标准橡胶中取样的方法。

本标准主要供验收货物使用，不适用于生产质量控制。

2.定 义

本标准使用如下定义：

（1）整批：是指标有相同批号和相同级别的全体胶包。

（2）大样品：是指选取出能代表整批胶的一组胶包。

（3）小样品：是指从大样品胶包中的一包所取出的胶样。

（4）样品：是指将小样品混合均匀，从中取出部分供检验使用的橡胶。

3.取样方法

（1）大样品胶包取样方法 （见表2－3－5）

表2－3－5 整批胶包总数随机选取大样品胶包的数量

（2）小样品的取样方法

将每个选取出的大样胶包，除去外包皮胶片、塑料包装材料、涂包材料或胶包表面其他材料，平放在清洁平台上，用干燥、清洁的刀，将整个胶包切开，切割时不用润滑剂。对颗粒胶压成的块状胶，切割方向垂直于胶包的最大表面；对片状胶或其他种类的橡胶，切割方向垂直于胶片的表面。连续切取150～600g橡胶作为小样品。

（3）样品的取样方法

将取得的全部小样品，按GB8084—87《天然生胶 样品的制备》规定的条件、设备和方法混合均匀后，取出600～1000g作为样品，进行双份检验，用平均值计算质量的数值。

4.取样报告

取样报告应包括下列项目：

（1）组成整批胶包的包数和级别。

（2）组成大样胶包的包数。

（3）为了充分判别该样品所要求的全部详细资料。

（二）样品的制备

1.适用范围

本标准规定了从按照GB8083—87《天然生胶 标准橡胶取样》所取得的样品制备检验用样品的方法。

2.引用标准

GB8083—87《天然生胶 标准橡胶取样》。

3.试验设备

实验室开放式炼胶机。

（1）辊筒工作部分的直径为150±5mm，辊筒工作部分的长度为250～280mm。

（2）前辊筒的转速为24±1r／min，前辊筒与后辊筒的速比为1∶1.4。

（3）辊距至少可在0.2～3.0mm的范围内调整。测定辊距的方法如下：用一块混炼胶，其尺寸约为75mm×75mm×6mm，门尼黏度大于50［ML（1＋4），100℃］从辊筒之间的间隙中间通过。在此同时，在辊筒之间的间隙两端，约距离挡板25mm处各插入一块铅片，其宽度至少为10±3mm，长度至少为50mm，厚度要比测定的辊距大0.25至0.50mm。两辊筒应保持试验操作所规定的温度。铅片通过辊筒之后，用测厚计测量其厚度，准确到±0.01mm。

4.样品的制备

（1）按照GB8083—87《天然生胶 标准橡胶取样》取得的所有样品，必须通过实验室开放式炼胶机 （3）的辊筒滚压六次，使之混合均匀。混合时辊距为1.65±0.05mm，辊筒用室温的流水冷却。第二次过辊到第五次过辊期间，在样品完全通过辊筒之间的间隙之后，把橡胶卷起来，接着把橡胶卷竖立放入辊筒之间作下一次过辊。辊筒下要有清洁的托盘。每次过辊时，要把任何散落的固体物质放回到橡胶样品中去。第六次过辊时，把橡胶压出成片。

（2）样品经以上处理混合均匀后，按所需要的各项检验，包括可能要重复检验的需要来分配样品。样品分配好之后，分别用塑料袋装好并密封，作为检验使用。余下的样品封存备用。

三、天然生胶技术分级橡胶 （TSR）规格导则 （GB／T8081—2008）

（一）范 围

本标准提供了天然生胶技术分级橡胶 （TSR）的规格导则，根据天然生胶种类及其性能规定了分级要求。

本标们适用于采购TSR的人员使用，并可作为制定在某种情况下可能需要更严格规定的一些要求的基础。因此，本标准还列出了一些需要有关各方都同意的准则。

（二）规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单 （不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。同是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB／T1231 未硫化橡胶 门尼黏度的测定 用圆盘剪切黏度计测定

GB／T3510 未硫化橡胶 塑性的测定 快速塑性计法

GB／T3510 天然生胶 塑性保持率的测定

GB／T4498 橡胶 灰分的测定

GB／T8086 天然生胶 杂质含量的测定

GB／T8088 天然生胶和天然胶乳 氮含量的测定

GB／T14796 天然生胶 颜色指数的测定

GB／T15340 天然 合成生胶取样及制样方法

ISO248 天然生胶 挥发分含量的测定

（三）术语和定义

本标准采用下列术语和定义：

1.技术分级橡胶technically specified rubber

由巴西橡胶树 （Hevea brasiliensis）的胶乳制成的天然橡胶 （一般的做法是将胶乳加工成块状胶），橡胶的性能应与标准中相应等级的性能相符。

2.恒黏 （CV）胶constant viscosity（CV）rubber

黏度受到控制的天然橡胶，一般的做法是在干燥过程之前或之后用黏度稳定剂处理橡胶。

3.杂质dirt

留在45μm筛上的外来物质。

4.胶园凝胶field－grade coagulum

胶乳在胶杯或其他合适容器中加酸凝固或自然凝固而成的天然橡胶。

5.胶片sheetrubber

经过充分凝固和压片所得的橡胶。

注：胶片可以是干燥的、部分干燥或未干燥的。

6.全鲜乳whole field latex

取自巴西橡胶树的胶乳，胶乳可能稀释，但未经分级分离。

（四）原料组成

TSR根据所用的原料，分为以下的三个主要类别：

——原料为混合的鲜胶乳，在控制的条件下用甲酸或乙酸作凝固剂凝固而成；

——原料为胶园凝胶；

——原料为胶片。

（五）分级结构

TSR的分级应根据TSR的性能和生产TSR所用的原料而定 （见表2－3－6）。

表2－3－6 TSR分级

（六）技术要求

不同级别物理和化学性能应符合表2－3－7的要求。

表2－3－7 TSR技术要求

续 表

四、标准橡胶的常规检验

（一）杂质含量的测定

1.测定意义

标准胶的杂质，是指将生胶溶于石油溶剂中，用45μm的筛过滤，所得的筛余物占橡胶的重量百分率。标准胶的杂质主要是指从割胶、胶乳或杂胶收集运输，直至加工过程中从外界混入的固体物质。如树皮、纤维碎屑、泥沙、尘土等。此外，有意的掺假，如在胶乳中混入淀粉、其他的有机或无机的粉状物质，在杂胶中混入泥沙等，杂质含量会异常增高。这些杂质能使橡胶制品产生内部或外部缺陷，在使用过程中不耐撕裂、不耐曲挠、不耐磨耗、生热高、轮胎脱胶层等，对内胎和薄制品危害更大，常引起漏气或爆破。因此，杂质含量高的橡胶不能用于制造性能较高的制品。

由此可见，测定标准胶的杂质含量，对控制和改善制胶工艺条件、提高产品质量、确定橡胶的用途，都具有重大的意义。

2.测定原理

在塑解剂存在的条件下，经塑炼的生胶可完全溶解于热的有机溶剂 （如甲苯、煤油）中，用孔径为45μm的筛过滤橡胶溶液，固体的机械杂质则残留在筛网上，经洗涤、烘干、称重，根据试料和杂质的质量，就可计算出生胶的杂质含量。

3.仪器、试剂

（1）仪器：250、500ml锥形瓶，沙浴 （甘外灯、电热板），公称孔径为45μm的不锈钢筛网，精度0.1mg的分析天平，量程200℃的温度计，超声波装置。

（2）试剂：煤油 （GB253）或200号溶剂汽油 （GB1922）、沸程60～80℃汽油，工业用2－硫醇基苯并噻唑 （促进剂M）。

4.测定方法

（1）试样的制备

按GB8084—87《天然生胶 样品的制备》制出的样品，从中称取约20～40g橡胶，将它通过辊距为0.5±0.1mm的实验室炼胶机冷辊压两次，然后取10～20g试样，准确至0.1g（对于杂质含量较低的橡胶建议取20g，对于污染严重的橡胶，宜取较少的试样）。

（2）测 定

①将试样剪成宽约5mm条状，放入清洁干燥的锥形瓶内，再倒入含有0.5g促进剂M的溶剂100～250ml，然后将瓶置于加热器中加热，温度维持在140～160℃，直至试样完全溶解。加热温度不应超过160℃，过热会引起橡胶胶凝和炭化，致使过滤困难，测定值偏高。在加热过程中摇动锥形瓶或用玻璃棒搅拌，对试样溶解是有好处的。

②把已经完全溶解的橡胶溶液，趁热倒入精确称量至0.1mg的清洁筛内过滤，该筛事先放入经45μm筛滤的洁净溶剂中浸润。过滤时轻轻地将上层溶液倒入筛内，使大部分的杂质留在烧瓶中。用热溶剂把烧瓶内壁和留下的杂质冲洗两次，冲洗液倒入筛内，在洗涤操作的最后阶段，把杂质从烧瓶内冲洗到筛中，再将烧瓶口斜对筛子，并喷入热溶剂冲洗烧瓶内壁，使冲洗液随之流入筛内，用热溶剂沿筛筒四周内外冲洗两圈。

橡胶溶液出现凝胶时，过滤困难 （甚至无法过滤），必须马上处理。

处理方法：将烧瓶内的橡胶溶液过滤到无法进行为止，在烧瓶内加入50～100ml煤油，同时将刚才过滤的筛放入小烧杯 （50ml）内，加入煤油，略浸过筛上边缘。将烧瓶和小烧杯放在原实验温度的加热器上加热30～40min。将筛取出，把烧瓶及小烧杯内的溶液重新在该筛上过滤。同时用热溶剂冲洗干净煤气瓶、煤气杯，一并过滤。如果仍有凝胶残留，这次测定应废弃，并重新测定。

③小心地将筛移出，浸入盛有经45μm筛滤过不含橡胶的汽油中 （可使用煤油代替汽油，放在加热器上浸泡），浸入时注意筛筒必须始终高于液面约2mm，以避免汽油从筛筒的上边缘溢入冲走杂质，浸泡约15～20min。将筛取出沥干，放入烘箱内以100℃ （用煤油时宜用110℃）烘干。将筛从烘箱内移出，置干燥器中冷却至室温，取出称重，直至相连两次称量之差少于万分之五为止，称量准确到0.1mg。

④筛使用后要认真清洗，其方法是将筛浸泡于煤油内煮沸，然后放入皂液中煮沸。更有效的是放在超声波清洗器内洗约20min，再用水漂干净。必要时可以将筛放入30％的过氧化氢溶液中泡20min。清洗后筛网要用10倍放大镜检查，若已损坏，不能再使用。如果清洗后筛仍严重堵塞，其重量增加1mg以上，应更换金属网。

5.结果计算

按下式计算杂质含量：

式中：m1——试样的质量（g）；

m2——空筛质量（g）；

m3——空筛连同杂质质量（g）。

6.注意事项

（1）把试料弄薄并剪成小块以增加橡胶的表面积，能减少溶解时间。

（2）如果橡胶溶液过热，或将锥形瓶口朝向加热装置，则有失火危险。过热会产生胶凝致使橡胶溶解不完全。

（3）橡胶在溶剂中应达到完全溶解。橡胶溶解后应摇动锥形瓶以观察杂质颗粒是否自由游动并最终沉淀在锥形瓶的底部。

（4）过滤时或过滤后如有任何橡胶黏附在筛子上 （有胶状物质可见），应将其除去。

（5）锥形瓶和筛子在使用前要认真清洁和烘干，最好用超声波清洗器清洗筛子。

（二）灰分含量的测定

1.测定意义

标准橡胶中的灰分，是指橡胶经高温灼烧后剩下来的无机物质，其中主要是钾、钠、钙、镁和少量的铝、铁、铜、锰等金属元素的磷酸盐或硫酸盐。胶乳本身所含的无机盐是不多的，通常约占鲜胶乳的0.3％～0.7％。但是在割胶和制胶过程中，往往会把泥沙、铁锈等杂质带到胶乳中去，尤其是粒子较大的泥沙对橡胶制品危害很大，使制品的扯断强力和气密性能降低，所以不仅在割胶、收胶、运输的过程中，要尽量防止泥沙污染胶乳，而且在制胶时也必须认真按照操作规程进行过滤和沉降，以便除去胶乳里的泥沙杂物。

测定标准橡胶的灰分含量，可为改进制胶工艺操作和提高标准橡胶质量提供必要的依据。

2.测定原理

生胶在高温燃烧时，橡胶烃、蛋白质、水溶物、丙酮溶物等有机物质以及外来的有机物质 （如树皮、纤维碎屑）被分解氧化成气体逸出，而所含的无机盐和一些无机的外来物质 （如泥沙、铁锈）则成为灰烬并达到恒定的质量。

3.仪器、试剂

（1）仪器：坩埚、石棉板、本生灯或调温电炉、马福炉。

（2）试剂：硫酸（仅用于方法二，分析纯，ρ＝1.84g／cm3）。

4.测定方法

（1）试样制备

①天然生橡胶试样应从按GT／T15340制得的均化胶样中切取。合成生橡胶试样应从按GB／T6737测完挥发物含量后的干胶上切取。

②混炼胶试样应该用手工弄碎。

③硫化橡胶试样应在开炼机上压成薄片或压碎，也可用手工弄碎。

④应注意保证混炼胶和硫化橡胶试样具有代表性。

（2）操作步骤

方法一：

①将清洁而规格适当的空坩埚放在温度为550±25℃的马福炉内加热约30min，然后放入干燥器中冷却至室温，取出称量，精确至0.1mg。根据估计的灰分量，称取约5g生橡胶试样或1～5g混炼胶或硫化橡胶试样，精确至0.1mg。将已称量的试样放入在石棉板孔内的坩埚内。在适当排风的通风橱中，用本生灯 （或电炉）慢慢加热坩埚，避免使试样着火。如果材料因溅出或溢出而损失，必须重新取样，按上述步骤重做。

②当橡胶分解炭化后，逐渐升高温度直至挥发性分解产物基本赶尽，只留下干的炭化残余物。将盛有残余物的坩埚移入炉温550±25℃马福炉中，微启炉门通入足量的空气使炭氧化。

③继续加热直至炭完全氧化成为净灰为止。从炉中取出盛灰的坩埚，放入干燥器中冷却至室温后，称量并精确度至0.1mg。将此盛灰坩埚再放入550±25℃ （或950± 25℃——见注）的马福炉中加热约30min，取出放入干燥器中冷却至室温，再称量，精确至0.1mg。对于生橡胶，前后两次质量之差不应大于1mg，对于混炼胶和硫化橡胶，不应大于灰分含量的1％。如果达不到此要求，重复加热、冷却、称重操作直至连续两次称量结果之差符合上述要求为止。

注：对于混炼胶和硫化胶，所用温度可以为950±25℃。

方法二：

①将清洁而规格适当的空坩埚放在温度为950±25℃的马福炉内加热约30min，然后放入干燥器中冷却至室温，取出称量，精确至0.1mg。称取1～5g混炼胶或硫化橡胶试样，精确至0.1mg。将已称好的试样放入坩埚，然后倒入浓硫酸于试样上，使橡胶完全润湿。将装有试样的坩埚置于石棉板孔内，在适当排风的通风橱内用本生灯或电炉慢慢加热。如果反应开始阶段，混合物膨胀严重，则撤掉热源以免材料可能的损失。

②当反应变得较为缓慢时，升高温度，直到过量的硫酸挥发掉，留下干的炭化残余物为止。将盛有残余物的坩埚移入炉温550±25℃马福炉中加1h，直到炭被完全氧化成净灰为止。从马福炉中取出盛灰的坩埚放入干燥器中冷却至室温，称量并精确度至0.1mg。然后再将此盛灰坩埚放入950±25℃的马福炉中，加热约30min后，取出放入干燥器中冷却至室温，再称量精确至0.1mg。

如果这两次称量之差大于灰分含量的1％。则重复加热、冷却、称重等操作步骤，直至连续两次称量之差小于灰分含量的1％为止。

5.结果计算

用下式计算灰分的质量百分含量：

式中：m0——试样质量（g）；

m1——空坩埚质量（g）；

m2——坩埚与灰分质量之和（g）。

采用说明：

（1）对于天然橡胶

两次测定结果之差不大于0.02％。

（2）对于合成橡胶

①灰分含量小于0.07％时，两次测定结果之差不大于0.02％；

②灰分含量在0.08％～0.24％时，两次测定结果之差不大于0.03％；

③灰分含量在0.25％～1.00％时，两次测定结果之差不大于0.08％。

（3）对于硫化橡胶

①灰分含量在1％～5％时，两次测定结果之差不大于0.02％；

②灰分含量在5％～10％时，两次测定结果之差不大于0.30％；

③灰分含量在10％～50％时，两次测定结果之差不大于0.40％。

6.注意事项

（1）灼烧开始第一小时，不能打开马福炉门。

（2）从马福炉取出坩埚时，不得将盖打开，以免受气流影响，而使灰分损失。

（3）恒重操作时，每次冷却、称重时必须控制条件一致。

（三）氮含量的测定

1.测定意义

标准橡胶中的含氮物质主要是蛋白质。蛋白质是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的一种结构复杂的有机化合物，是构成橡胶粒子保护层的重要物质。蛋白质对橡胶性能有较大的影响。一方面，它的分解产物可以促进橡胶的硫化，延缓橡胶的老化，使橡胶制品耐用；另一方面，它又具有较强的吸水性，能增加胶片和橡胶制品的吸水性和传电性，容易使橡胶制品发霉和不利于制作绝缘性的电工器材。

2.测定原理

将已知质量的样品同硫酸、硫酸钾以及硫酸铜和硒粉或硒酸钠所组成的催化剂一起进行消化，这个过程中，氮化合物转化成硫酸氢铵。加碱使消化液呈碱性，然后蒸馏出氨。

蒸馏出的氨可以用下列两种方法吸收：

（1）用硫酸标准滴定溶液吸收，然后用碱标准滴定溶液滴定过量的酸；

（2）用硼酸溶液吸收，然后用酸标准滴定溶液滴定。

3.测定方法

（1）常量法

1）仪 器

普通的实验室仪器以及备有容量为800ml的消化烧瓶的凯氏定氮仪。

2）试 剂

除非另有说明，在分析中只能使用确认的分析纯以上的试剂，而且只能用蒸馏水或纯度与之相当的水。

①催化剂混合物：制备一种由下列物质组成的分散细密而均匀的混合物：30质量份的无水硫酸钾（K2SO4），4质量份的五水合硫酸铜（Cu SO4·5H2O），以及1质量份的硒粉或2质量份的十水合硒酸钠（Na2Se O4·10H2O）。

注：使用硒粉时，应避免吸入其蒸气以及防止皮肤和衣服接触到硒粉，要在充分通风的条件下进行操作。

②催化剂溶液：将110g无水硫酸钾、14.4g五水合硫酸铜以及3.7g硒粉或7.49g硒酸钠加热溶解于600ml硫酸中。

③硫酸：密度ρ＝1.84g／ml。

④硫酸标准滴定溶液：浓度c（H2SO4）＝0.05mol／L

⑤氢氧化钠标准滴定溶液：浓度c（Na OH）＝0.1mol／L。

⑥氢氧化钠溶液：浓度c（Na OH）≈10mol／L，配制方法是称取400g固体氢氧化钠溶于600ml水中。

⑦硼酸溶液：浓度c（H3BO3）≈0.17mol／L，配制方法是称取10g固体硼酸溶于1L水中，必要时加热，然后让溶液冷却至室温。

⑧混合指示剂溶液：称取0.1g甲基红和0.05g亚甲蓝溶于100ml的96％ （V／V）乙醇中，此指示剂在存放过程中可能变质，应随用随配制。

3）取样和试料的制备

①测定生胶的氮含量时，应按GB／T15340规定的方法取样和制备均匀化试片，再从匀化试片中取出试料。

②测定胶乳的氮含量时，应按GB／T8290规定的方法取一个有代表性的经充分混合的胶乳试料 （约2g总固体），再按GB／T8298规定的方法干燥至恒重。

4）操作程序

①称取大约0.2g橡胶或烘干的胶乳，精确至0.1mg，剪成小块后置于消化瓶中。加入约13g催化剂混合物和6.0ml硫酸。转动烧瓶使其内盛物混合匀，然后慢慢加热至沸点，直至溶液变为清澈，再继续沸腾1h。让消化瓶及内盛物冷却至室温，小心加入200ml水，并转动使之混匀。

②将盛有吸收溶液的接收瓶放好，再将蒸馏装置连接起来，然后用滴液漏斗慢慢加入150ml氢氧化钠溶液到消化烧瓶中。

③按下列的操作程序吸收及滴定释出的氨 （接收瓶的温度应保持在30℃以下，以防止氨的损失）：

A.用吸管吸取75ml水和25ml硫酸标准滴定溶液放入蒸馏装置的接收瓶内，再加2滴混合指示剂溶液。放好接收瓶，使冷凝器导出管的末端能浸没在吸收溶液液面以下。用手按住消化烧瓶的瓶塞，转动烧瓶使其内盛物充分混匀。立即开始蒸馏，并在稳定的馏出速率下继续进行，直至收集到200ml馏出液为止。如果指示剂颜色改变，表明吸收溶液已呈碱性，停止测定。应使用较多的硫酸或较少的试样重复操作。蒸馏完毕后 （通常接收瓶内溶液体积约达300ml），用氢氧化钠溶液滴定接收瓶内溶液，读取滴定管读数，精确至0.02ml。

B.将100ml硼酸溶液放入蒸馏装置的接收瓶内，再加2滴混合指示剂溶液。按A所述的操作进行蒸馏，用硫酸滴定馏出液，读取滴定管读数，精确至0.02ml。

5）空白试验

在测定样品的同时，以同等数量的试剂和在相同的实验条件下，不用试料进行空白试验。

6）结果表示

当按A规定用硫酸作吸收溶液时，橡胶的氮含量 （以质量百分数表示）按下式计算：

式中：V1——滴定时所需氢氧化钠溶液的体积（ml）；

V2——空白试验滴定时所需氢氧化钠溶液的体积（ml）；

m——试料的质量 （g）。

结果计算应准确到0.01％。

按B规定用硼酸作吸收溶液时，橡胶的氮含量 （以质量百分数表示）按下式计算：

式中：V3——滴定时所需硫酸溶液的体积（ml）；

V3——滴定时所需硫酸滴定标准溶液的体积（ml）；

V4——空白试验滴定时所需硫酸溶液的体积（ml）；

m——试料的质量 （g）。

结果计算应准确到0.01％。

（2）半微量法

1）仪 器

①半微量凯式消化设备，配有容量为30ml和10ml的消化烧瓶。

②半微量凯式蒸馏装置，配有银硼—硅玻璃或锡制的冷凝管。

③半微量凯滴定管，容量为5ml或10ml，分度为0.02ml。

2）试 剂

除非另有说明，在分析中只能使用确认的分析纯以上的试剂，而且只能用蒸馏水或纯度与之相当的水。

①催化剂混合物：制备一种由下列物质组成的分散细密而均匀的混合物：30质量份的无水硫酸钾，4质量份的五水合硫酸铜，以及1质量份的硒粉或2质量份的十水合硒酸钠。

②硫酸：密度ρ＝1.84g／ml。

③硫酸标准滴定溶液：浓度c＝0.01mol／L。

④氢氧化钠溶液：浓度c≈10mol／L，配制方法是称取400g固体氢氧化钠溶于600ml水中。

⑤氢氧化钠标准滴定溶液：浓度c＝0.02mol／L，不含碳酸盐。

⑥硼酸溶液：浓度c≈0.17mol／L，配制方法是称取10g固体硼酸溶于1L水中，必要时加热，然后让溶液冷却至室温。

⑦混合指示剂溶液：称取0.1g甲基红和0.05g亚甲蓝溶于100ml的96％ （V／V）乙醇中，此指示剂在存放过程中可能变质，应随用随配制。

3）试料的制备

①测定生胶的氮含量时，应按GB／T15340规定的方法取样和制备均匀化试片，再从均匀化试片中取出试料。

②测定胶乳的氮含量时，应按GB／T8290规定的方法取一个有代表性的经充分混合的胶乳试料 （约2g总固体），再按GB／T8298规定的方法干燥至恒重。

4）操作程序

①称取0.1～0.2g（精确至0.1mg）橡胶或已干的胶乳样品置于消化瓶中。加入约0.65g催化剂混合物和3.0ml硫酸，并小心加热内盛物至沸点。当消化液成为清澈的绿色而不带淡黄色后，继续沸腾30min。消化液过度沸腾会使其在冷却时有产生结晶的可能性，应避免这种现象发生，因为这将导致氮的损失。

将蒸汽发生器内的水加热至沸腾，并将蒸汽通入蒸馏装置和接收瓶，通气时间至少2min。当通蒸汽吹洗时，要把冷凝器水套内的水排空。与此同时，让消化烧瓶冷却至室温或更低的温度，将10ml水加入消化烧瓶，当吹洗过程结束时，立即将消化液移入蒸馏瓶。为了使消化液完全移入蒸馏瓶，应把消化烧瓶洗涤3次，每次用3ml水。每次的洗涤水必须完全倒入蒸馏瓶。

②将已收集在接收瓶内的冷凝液倒掉，再按下列的操作进行氨的蒸馏和滴定 （接收瓶的温度应保持在30℃以下，以防止氨的损失）：

A.用半微量滴定管准确加入已知的硫酸标准滴定溶液至少5ml到经吹洗过的蒸馏装置的接收瓶中，并加2滴混合指示剂溶液和大约5ml水。接收瓶位置的高低，应使冷凝器导出管的末端浸入硫酸液面以下。最好使接收瓶稍微倾斜以增加液体的深度。

用量筒取15ml氢氧化钠溶液加入蒸馏内，将从蒸汽发生器发生的蒸汽通入蒸馏瓶10～12min，在这段时间，以接收瓶收集到馏出液最终体积约为70ml的蒸馏进度进行蒸馏。如果指示剂的颜色改变，表明吸收液呈碱性，应停止测定。应用较多的硫酸或较少的试料重复操作。蒸馏完毕后，放低接收瓶，使冷凝管的下端处在酸液的上面，再继续蒸馏1min，然后用几毫升蒸馏水洗涤冷凝管的下端，洗涤液应一并收集于接收瓶中。立刻用氢氧化钠溶液滴定接收瓶内的馏出液，读取滴定管读数，精确至0.02ml。

B.将10ml硼酸溶液置于经过吹洗的接收瓶内，再加2滴混合指示剂溶液。按A所述的操作进行蒸馏。但要注意在有硼酸存在时，氨一开始蒸馏时指剂颜色就应改变。用硫酸溶液滴定馏出液，读取滴定管读数，精确至0.02ml。

5）空白试验

在测定样品的同时，以同等数量的试剂和在相同的实验条件下，不用试料进行空白试验。

6）结果表示

当按A规定用硫酸作吸收溶液时，橡胶的氮含量 （以质量百分数表示）按下式计算：

式中：V1——滴定时所需氢氧化钠溶液的体积（ml）；

V2——空白试验滴定时所需氢氧化钠溶液的体积（ml）；

m——试料的质量 （g）。

结果计算应准确到0.01g。

当按B规定用硼酸作吸收溶液时，橡胶的氮含量 （以质量百分数表示）按下式计算：

式中：V3——滴定时所需氢氧化钠溶液的体积（ml）；

V4——空白试验滴定时所需氢氧化钠溶液的体积（ml）；

m——试料的质量 （g）。

结果计算应准确到0.01％。

4.注意事项

（1）盛有水的烧瓶中应加入少许玻璃珠，以免水煮沸后气泡激烈往上冲。如果水煮后有过热现象，则应加入少许干净的碎瓦片。

（2）消化瓶必须洗净，否则混合接触剂黏附管壁，致使消化时间延长。

（3）消化时，消化瓶应斜立于电炉上，开始温度不宜过高，以防消化液往上冲，瓶壁如黏附有黑色颗粒应摇动消化液将其冲下。

（4）蒸馏时，碱液必须过量，才能得到较好的效果。

（5）蒸馏时注意调节冷却水及蒸汽量，使吸收液保持较低的温度，以免吸收不良，氨气损失致使结果偏低。

（6）蒸馏时室内不能有碱性气体 （如氨气）存在。

（7）如发现吸收液蒸馏10min仍为红色，并混浊，且有硫黄气体产生时，则可能是消化时间不充分，此时再蒸馏已无效，必须重做。

（8）各次洗涤用水尽可能一致。

（9）实验用蒸馏水，必须预先煮沸除去二氧化碳。

（四）挥发物含量的测定

1.测定意义

标准胶中的挥发物质主要是水分，另外还包括在测定温度下其他一些能挥发的物质。

标准胶中的挥发物过高时，在贮存过程中容易长霉，特别是含有 “夹生”严重的不熟胶时，甚至会霉烂发臭；在塑炼时容易打滑，以致难以获得需要的塑性，延长了塑炼的时间；在混炼时配合剂容易结团而分散不均匀；硫化时可能产生气泡和起皱，产生废次品。

标准胶的挥发物含量随加工时的干燥程度、贮存运输时的条件以及非橡胶成分的吸湿性的不同而有所不同。

2.测定原理

（1）热辊法

试样在加热的开炼机上辊压直至所有的挥发分被赶除，辊压过程中的质量损失即为挥发物含量。

（2）烘箱法

如果试样不是粉料，开炼机按GB／T15340进行均匀化。无论从均匀化后的试样取样还是直接从粉状橡胶取样，都有要将试样压成薄片，然后在烘箱中干燥至质量恒定。以此过程中质量损失与该试样均匀化过程中质量损失之和计算挥发物含量。

3.测定方法

（1）热辊法

①设 备

开炼机应符合GB6038的要求。

②操作步骤

a.按GB／T15340称取约250g胶样，精确至0.1g（质量m1）。

b.按GB6038的规定，用窄铅条调节开炼机辊距至0.25±0.05mm，辊筒表面温度保持在105±5℃。

注：CR橡胶使用热辊法时，辊温可控制在50±5℃。

c.将已称量的胶样在开炼机上反复通过4min，不允许试样包辊，并小心操作以防试样损失。称量试样，精确度至0.1g。然后将试样在开炼机上再通过2min后再称量。如果在4min末和6min末，试样质量之差小于0.1g，可计算挥发分含量；否则，将试样在开炼机上再通过2min，直至连续两次称量值之差小于0.1g（最终质量m2）。每次称量前，使试样在干燥器中冷却至室温。

d.如果胶样在末炼机上通过时易成碎片或粘辊，使称量困难或不能进行，则应使用烘箱法。

③结果表示

橡胶的挥发物质量百分含量按下式计算：

式中：m1——辊压前试样的质量（g）；

m2——辊压后试样的质量（g）。

所得结果应表示至两位小数。

（2）烘箱法

①设 备

烘箱，鼓风式，能将温度控制在105±5℃。

②操作步骤

a.如果橡胶不是粉末状，称取约600g胶样按GB／T15340进行均匀化。称量均匀化前后的胶样质量，精确至0.1g（质量分别为m3和m4）。在最后称量前，将胶样冷却至室温。

b.从均匀化后的胶样上称取约10g胶样，精确至1mg（质量为m5）。

c.将开炼机辊温调至70±5℃，辊距调至压出胶片厚度小于2mm，然后将试样在辊筒间通过两次。

d.如果橡胶为粉末状，可随机选取约10g试样，置于玻璃表面皿或便于称量的铝碟中称量，精确至1mg（质量为m5）。

③结果表示

a.如果试样取自均匀化后的胶样，挥发物质量百分含量按下式计算：

式中：m3——均匀化前胶样的质量（g）；

m4——均匀化后胶样的质量（g）；

m5——取自均匀化后胶样的试样质量（g）；

m6——干燥后试样的质量（g）。

所得结果应表示至两位小数。

b.如果试样直接取自粉末状样品，挥发物质量百分含量按下式计算：

式中：m5和m6的定义见上。

所得结果应表示至两位小数。

（五）塑性和塑性保持指数的测定

塑性测定 （快速塑性计法）：

1.测定意义

华莱士塑性值即最低初值，简写为P0，表示分子量的指数，P0在30以上，说明橡胶的数均分子量约在25万以上。通常的生胶P0值在35～45之间。另外P0在30以上，还说明生胶没有氧化，并没受在操作过程中混入金属离子、化学药品和受过度机械作用以及曝晒等因素的影响。生胶在运输和贮存过程中由于分子间的自然交联，P0值增高，但这并不表明生胶质量变好，只表明其加工性能有所变化，因此，从出厂后生胶的P0值变化，可以了解到在运输和贮存过程中，生胶硬化的程度。

2.原 理

塑性或可塑性，是指物体受外力作用而变形，当外力除去后，不能恢复原来形状的性质。

标准胶快速可塑度的测定原理是，将试料压成准确的1.00±0.01mm的厚度，在100℃的温度下预热15min，然后施加100N的恒定的力持续5s。在施加压力的过程中，试料的厚度逐渐减少，当加力的第15s结束时，试料的厚度在仪器的千分表上指示出来，此即为快速可塑度值。测定值越大，表明橡胶的可塑性值越小。用未经老化的试料测得的快速可塑度值称为塑性初值（P0）。

3.仪 器

快速塑性计、切片机。

4.测定方法

（1）试样的制备

①由不同部位取胶，再从进行均匀化的试样中，切取约30g胶片。用冷辊薄通3次，薄通第3次后，胶片厚度1.7mm，立即将胶片对折，轻轻压紧，使两胶片紧密贴合，胶片之间不得有气孔，压合后胶片厚度不得大于4mm，再从切片机上切取符合规定的试样。

②混炼胶试样，可从混炼均匀的胶料中，直接割下一小块厚度3～4mm的平滑的、无气孔的胶片，并从中切取符合规定的试样。

（2）实验温度

本试验应在100±1℃下进行。

（3）实验步骤

①当仪器压头和底盘加热稳定10min后将两张漂白、无光、无酸并具有一定韧性的，规格为35mm×35mm，厚度为0.025±0.005mm（约17g／㎡）的簿纸置于压头与底盘之间。闭合后，在正式实验前及实验中，分别调整测厚装置的零点，使用权在 “预热阶段”测厚装置指示应为1.00mm，即上下压板距离为1.00mm加两张簿纸的厚度。

注：可采用国产17g特号拷贝纸。

②将试样放在两块上述簿纸之间，使试样处于底盘下中，不得歪斜，然后启动可塑计，使试样压缩至1.00±0.01mm，在此厚度下预热，使试样达到100±1℃，预热后，自动对试样施加100±1N的压缩力，持续至15±0.2s，立即读出厚度读数，读到0.005mm。

③实验过程中如薄纸破裂，实验作废，应重新测定。

5.结果的表示

实验终止时试样的厚度读数换算成快速塑性值。以0.01mm表示1个快速塑性值，以3个试样的中位数为测量结果，其结果以整数表示。3个试样的最大值与最小值之间的差不应大于2个塑性值，否则结果作废，需重做实验。

塑性保持率测定：

1.测定意义

塑性保持率简称PRI，或称抗氧指数。是生胶分级的重要指标，塑性保持率测定是测定生胶受热时的抗氧化性能。PRI数值高，抗氧化断链性能强。塑料性保持率可表明生胶高温加工特性；说明生胶在贮藏过程中氧化、阳光照射和过热现象的影响；反映不正确的制造工艺过程的影响；间接推测生胶微量金属铜、铁含量范围。

2.测定原理

测定生胶塑性保持率的重要依据是试样在热烘箱中，短时间加热老化前后可塑度的变化，采用华莱士可塑计测定可塑度。试样加热条件为140℃×30min，用PRI表示。

3.仪 器

快速塑性计、切片机、测厚计、实验室开放式炼胶机、老化实验用的快速老化箱、轻便的铝质圆盘和托盘。

4.测定方法

（1）试样的制备

①将不同部位所取样品均化，从已均匀化的试样中，切取约30g胶片。在室温下将其在炼胶机冷辊薄通3次 （每两次薄通之间折叠胶片），薄通3次后，胶片厚度约1.7mm，立即将胶片对折，轻轻压紧，使两胶片紧密贴合，不得有气孔。

②用切片机从叠合的胶片上切取试样。测其厚度，取6个厚度在3.2～3.6mm之间的试样，将这些试样随机分为两组，每组3个，一组做老化前实验，一组做老化后实验。

（2）实验温度

快速塑性值测定在温度100±1℃下进行。

试样老化在温度140±0.2℃下进行。

（3）实验步骤

①试样老化。老化开始前，应使老化箱的温度稳定5min以上。

将准备做老化后试验的一组试样放在经预热的铝盘里，把装好试样的铝盘放置在铝托盘上，然后迅速放进老化箱里，立刻关上老化箱的门，并开始计时，按要求控制温度，使它迅速回复到预定的温度，并保证其温度稳定。

注：为保证全部试样能在实验温度中老化，老化箱内必须防止装料过多，过多会引起严重的温度下降，并且不能迅速回复到实验温度。

老化30±0.25min后，把试样取出在GB／T2941规定的实验室环境下调节，包括试样冷却至室温的时间在内，总调节时间为0.5～2h。

②塑料性测定同上。

5.结果的表示

分别取3个老化前和3个老化后试样的快速塑性值中位数，按下式计算塑性保持率（PRI）：

式中：Pt——3个试样老化30min后的快速塑性值中位数；

P0——3个试样老化前快速塑性值中位数。

（六）颜色指数的测定

本标准规定了按照标准色标测定天然生胶颜色方法。

本标准适用于天然生胶颜色的测定。

1.测定原理

将生胶按规定厚度模压成圆盘状试片，然后将该试片与标准颜色玻璃片进行比较，尽可能使两者颜色相同。比色时，应在漫射日光下进行，并以无光泽的白色背景衬托。标准玻璃片是根据颜色 （琥珀色）的色度划分成颜色指数的标度，指数值越高，颜色越深。

2.仪器设备

实验室开放式炼胶机、模具、平板硫化机、试片切割器、无色透明聚酯或纤维素薄膜、比色器、标准颜色玻璃片 （称为拉维邦比色盘）（见表2－3－8），标准颜色玻璃片应符合标准玻璃片校正要求，4／19A为1～5标度，4／19B为5～16标度。

表2－3－8 GB／T14796—1993

续 表

3.测定方法

（1）样品制备

将生胶按国家标准GB／8084规定的要求混合均匀。炼胶机使用之前必须清理干净。

（2）试片制备

从混合均匀的小样中取试样30g，将试样在室温下于炼胶机辊筒之间通过3次，在第二、三次通过时将胶片对折，调节辊距，使最终压出的胶片厚度约1.7mm，胶片应质地均匀而没有空洞。立即将胶片对折，并用手轻轻压在一起，避免产生气泡。用切割器从对折的胶片 （厚度3.2～3.6mm）上切取两个圆试片 （直径13mm），并轻轻压合在一起。

将试片放入模腔内，上、下覆盖聚酯或纤维素薄膜，盖上模盖板，在150±3℃加压5±0.2min，压力不低于3.5MPa。将试片连同盖着的透明薄膜留在模具内待测。模压后的试片厚度 （不包括覆盖的薄膜）应为1.6±0.1mm，而且不得有外来污染。

（3）颜色比较

试片与标准颜色玻璃片的比较在漫射日光下进行，并以无光泽的白色背景为衬托。

目测方向须正对试片的主表面。按照与试片颜色最接近的标准玻璃片颜色来确定试片的颜色指数。

比色时，首先在比色器的底板上放一张无光泽的白纸 （按凸缘剪出圆孔），然后将拉维邦比色盘和装有试片的模具 （连同覆盖的透明薄膜）装在凸缘部位上，盖上比色器盖板，进行颜色比较。

4.检验结果

胶样的颜色指数在1～5的范围内，则取最接近的半度度值；在5～16之内，取最接近的全度度值。

在个别情况下，橡胶呈现深黄色、绿色或灰色而无法进行颜色比较时，检验报告应写明颜色指数无法测定。

五、综合训练

1.说说全乳胶、5号胶、10号胶的标准规格要求。

2.取一定数量的标准生胶，检测它的色泽、杂质含量、灰分含量、氮含量、挥发物、塑性初值、塑性保持率，分析它的产品质量情况，并出示检验结果报告书 （见表2－3－9）。

表2－3－9 检验结果报告书