孫宏偉，劉善文，孟憲坤（吉林石化公司有機(jī)合成廠，吉林 吉林 132022）

乙丙橡膠氣味檢測與分析

孫宏偉，劉善文，孟憲坤
（吉林石化公司有機(jī)合成廠，吉林 吉林 132022）

從理論上分析了乙丙橡膠刺激性氣味的來源，介紹了目前氣味的檢測方法，并通過實(shí)驗(yàn)對比分析，進(jìn)一步明確影響乙丙橡膠氣味的因素。

乙丙橡膠；氣味來源；檢測

隨著人們對環(huán)保要求的不斷提高，許多車企對內(nèi)飾件的氣味殘留提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。三元乙丙橡膠作為汽車內(nèi)飾件重要的原材料，其合成過程中殘留的單體、溶劑、添加劑等有機(jī)物質(zhì)在日常使用過程中逐漸揮發(fā)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激性氣味，直接影響乘車人的主觀感受。對這些復(fù)雜的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行有效檢測，對于指導(dǎo)生產(chǎn)、控制產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義，然而目前乙丙橡膠揮發(fā)性有機(jī)物的殘留并沒有統(tǒng)一的檢測及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1　乙丙橡膠生產(chǎn)現(xiàn)狀

乙丙橡膠是乙烯、丙烯共聚物或乙烯、丙烯和少量的二烯烴（多為ENB）的共聚物，即二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。乙丙橡膠因其主鏈結(jié)構(gòu)飽和度較高，具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐老化性，廣泛用于汽車部件、防水卷材、電線電纜保護(hù)套汽車密封件等領(lǐng)域[1]。

根據(jù)市場調(diào)研及用戶反饋，部分橡膠在后期混煉加工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的刺激性氣味，對加工工藝產(chǎn)生不利影響，甚至影響產(chǎn)品的最終性能。乙丙橡膠的實(shí)際生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)不同牌號、不同控制工藝生產(chǎn)的成品其氣味有時(shí)存在較大差別，說明不同的生產(chǎn)線工藝合成過程中單體轉(zhuǎn)化率、溶劑閃蒸回收、添加劑洗滌脫除等存在一定差異，導(dǎo)致產(chǎn)品殘留有機(jī)物的揮發(fā)程度不同。

2　乙丙橡膠氣味的來源

橡膠氣味的根源在于合成過程中加入的各種單體、溶劑、添加劑等有機(jī)物的逐漸揮發(fā)所致。分析認(rèn)為吉化乙丙橡膠刺激性氣味主要來自以下幾個(gè)方面：

（1）ENB ENB作為乙丙橡膠的第三單體，其在聚合液中的活性相對乙烯、丙烯較低，單體轉(zhuǎn)化率較低，后續(xù)工藝中對ENB的閃蒸回收不完全容易造成成品膠中存在殘留的ENB。

ENB本身具有較強(qiáng)的刺激性氣味，ENB殘留量較大，必然加大成品膠的異味。實(shí)際生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)三元膠（ENB型）確實(shí)比二元膠的刺激性氣味要大。

（2）己烷 作為溶液合成工藝中的溶劑，正己烷伴隨乙丙橡膠合成的整個(gè)生產(chǎn)工藝，通過逐級閃蒸與膠液分離，然而對溶劑很難做到完全充分的閃蒸回收，部分己烷殘留在成品膠中，在儲存或加工、使用過程中逐漸揮發(fā)，對產(chǎn)品的刺激性氣味造成不利影響。

（3）殘留催化劑 主催化劑、助催化劑都具有較強(qiáng)的刺激性和腐蝕性，乙丙橡膠生產(chǎn)過程中，在通過甲醇與殘留催化劑反應(yīng)，并用堿液洗滌除去膠液中的殘余催化劑，通過控制產(chǎn)品中釩含量控制成品膠中殘余催化劑在10 ppm以下。殘余催化劑偏高也會(huì)對橡膠的氣味造成不利影響。

3　乙丙橡膠氣味的檢測

3.1氣味檢測的方法

關(guān)于橡塑材料有害氣體的檢測與評價(jià)包括氣體檢測和氣味檢測兩種形式。目前揮發(fā)性有害氣體的檢測相對成熟，主要是室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測和大氣環(huán)境質(zhì)量檢測，國家環(huán)境保護(hù)部（國家環(huán)保局）、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等都曾出臺一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要通過氣相色譜法、分光光度計(jì)法等對空氣中的苯、甲苯、二甲苯、甲醛、TVOC（總揮發(fā)性有機(jī)物）進(jìn)行定性、定量分析[2～5]。

氣味是橡塑制品揮發(fā)出的各種氣體混合后的綜合體現(xiàn)，其成份相對復(fù)雜，無法用一種或幾種有害氣體的定性、定量指標(biāo)對產(chǎn)品的氣味進(jìn)行有效衡量。因此對于橡塑制品的刺激性氣味，目前尚未有統(tǒng)一的定性定量檢測標(biāo)準(zhǔn)與評價(jià)方法。一些專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)和大型車企對橡塑制品氣味的檢測，大多也是根據(jù)一些企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過一定處理后以人的主觀感受進(jìn)行評定分級。

青島科標(biāo)化工分析檢測有限公司在密封空間對橡膠樣品進(jìn)行熱處理后，對采集的氣體樣品依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)VDA 270，由專業(yè)氣味分析工程師靠嗅覺進(jìn)行氣味等級評定。大眾汽車、通用汽車等大型車企，分別依據(jù)企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)PV3900、GMW3205，由質(zhì)保部專業(yè)的氣味檢測工程師依靠嗅覺對采購的汽車內(nèi)飾件進(jìn)行氣味檢測，并根據(jù)刺激性氣味的大小在1～5之間進(jìn)行打分，多組測試平均分在一定范圍內(nèi)（根據(jù)企業(yè)要求規(guī)定）為合格[6～8]。

3.2乙丙橡膠氣味檢測分析

為了有效降低產(chǎn)品的刺激性氣味，對不同牌號、不同批次的產(chǎn)品進(jìn)行取樣，通過實(shí)驗(yàn)對比不同產(chǎn)品的刺激性氣味情況，分析乙丙橡膠刺激性氣味的來源，為進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供依據(jù)。

（1）實(shí)驗(yàn)樣品

實(shí)驗(yàn)所用乙丙橡膠為吉林石化公司產(chǎn)品，樣品各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)如表1所示。

表1　各牌號樣品質(zhì)量指標(biāo)

（2）樣品處理

將表1中各個(gè)樣品制成大小相近的小塊，分別稱取20 g樣品放于白色玻璃密封瓶中并進(jìn)行編號，將樣品瓶同時(shí)放入恒溫箱中40 ℃恒溫處理24 h，之后在同一實(shí)驗(yàn)室自然冷卻至室溫。

（3）氣味分析

對熱處理后的各組樣品由5個(gè)分析工程師依靠嗅覺同時(shí)進(jìn)行氣味對比分。結(jié)果如下：

a. 樣品A氣味相對其他樣品明顯氣味較小。說明二元膠刺激性氣味相對較小，第三單體的加入會(huì)使乙丙膠的刺激性氣味增大。

b. 對比B1、B2樣品，發(fā)現(xiàn)B2樣品氣味較大。B2樣品催化劑殘留較大，說明催化劑的殘留會(huì)對成品膠的刺激性氣味產(chǎn)生不利影響。

c. 與B1、B2樣品相比，C、D樣品氣味較大。C、D樣品門尼粘度較大，分析認(rèn)為C、D樣品膠液粘度較大，在膠液后處理過程中各種殘留有機(jī)物逸出相對困難，造成殘留物較多，對產(chǎn)品氣味造成不利影響。

d. C、D樣品刺激性氣味在現(xiàn)有檢測條件下沒有呈現(xiàn)出明顯差別。

4　總結(jié)

橡膠產(chǎn)品的刺激性氣味，是包括單體、催化劑、溶劑及一些中間產(chǎn)物和副產(chǎn)物在內(nèi)的多種有機(jī)物揮發(fā)的綜合結(jié)果，其成份復(fù)雜，難以用一種或幾種揮發(fā)性有機(jī)物的定量結(jié)果進(jìn)行有效評價(jià)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，采用嗅覺法對不同牌號、不同批次的乙丙橡膠產(chǎn)品進(jìn)行氣味檢測與對比分析，有助于進(jìn)一步認(rèn)清乙丙橡膠氣味的來源與影響因素，對于企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的實(shí)際指導(dǎo)意義。

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EPDM odor detection and analysis

TQ333.4

1009-797X(2015)17-0060-02

B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2015.17.016

孫宏偉（1982-），男，畢業(yè)于華東理工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，現(xiàn)從事有機(jī)化工生產(chǎn)管理工作。

2015-07-17