李淑萍　黃世英　陳婧　劉俊保

摘 要：對性能穩(wěn)定質(zhì)量優(yōu)良的國產(chǎn)丁二烯橡膠（BR ）9000樣品，進行凝膠含量測定，根據(jù)測定結(jié)果各統(tǒng)計量繪制凝膠含量測定的X-R（或S）控制圖。根據(jù)X圖、R圖和S圖，可以綜合判斷出實驗室丁二烯橡膠樣品凝含量的測定結(jié)果處于良好的受控狀態(tài)，實驗室具有較高的系統(tǒng)和隨機控制的能力，測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。在測定丁二烯橡膠凝膠含量時，系統(tǒng)誤差控制在±0.02%范圍內(nèi)， 隨機誤差應(yīng)小于0.05%，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于0.05。

關(guān) 鍵 詞：控制圖； 測定； 丁二烯橡膠； 凝膠

中圖分類號：TQ 333.2 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2017）07-1491-03

Determination of Gel Content in Butadiene Rubber by Control Chart

LI Shu-ping， HUANG Shi-ying， CHEN Jing，LIUJun-bao

（PetroChina Lanzhou Petrochemical Research Center，

National Quality Supervision and Inspection Center of Synthetic Rubber， Gansu Lanzhou 730060， China）

Abstract： The gel contents of domestic butadiene rubber （BR） 9000 samples with good performance and good quality were determined， the X-R （or S） control chart of gel content determination was drawn based on determined results. The X， R and S control charts show that the determined results of gel content in butadiene rubber are in a well controlled state. The laboratory has the ability of high system and random control， and the determination result is accurate and reliable. During determination of gel content in butadiene rubber， the system error can be controlled in the range of ± 0.02%， the random error is less than 0.05%， the standard deviation is less than 0.05.

Key words： Control charts；Determination；Butadiene rubber；Gel content

丁二烯橡膠通常以1，3-丁二烯單體通過聚合制備的橡膠，美國早在1956年率先制備高順式丁二烯橡膠，然而，1967年我國才實現(xiàn)丁二烯橡膠的生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計合成橡膠中，丁二烯橡膠的產(chǎn)能和使用量次于苯乙烯-丁二烯橡膠位居第二。根據(jù)聚合工藝條件，丁二烯橡膠的聚合可分為溶聚、乳聚、本體聚合三種。丁二烯橡膠按照聚合分子排列及結(jié)構(gòu)，可以分為順式和反式聚丁二烯橡膠。通常順式 1，4- 結(jié)構(gòu)的聚丁二烯橡膠在室溫下的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)屬于非晶形態(tài)，其基本單元是鏈結(jié)相當(dāng)于～C170 鏈段卷曲而成的圓粒，直徑為 20～30 ? 。由這些鏈結(jié)可組成直徑為 100～10 000 ?的鏈球，其大小具有一定的分布。由于順式 1，4- 聚丁二烯的分子規(guī)整性好，因此在適當(dāng)?shù)牡蜏叵聵O易結(jié)晶。當(dāng)其被冷至-30 ℃，30 min 后形成大量球晶，其直徑為 40μm 左右。生長速率為0.7μm/min。丁二烯橡膠是生產(chǎn)高抗沖聚苯乙烯塑料的原料，由于丁二烯橡膠分子結(jié)構(gòu)主要為順式1，4結(jié)構(gòu)，分子排列規(guī)整，所以彈性比天然橡膠還好。丁二烯橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg=-105 ℃， 故它的耐低溫物理性能很好，耐寒溫度低于-55 ℃，彈性是通用橡膠中最好的一種[1，2]；其耐磨性能優(yōu)異；丁二烯橡膠耐摩擦且生熱低，滯后損失量小并具有優(yōu)異的耐屈撓性能，與其他橡膠共混相容性好；同時，丁二烯橡膠所的制品具有較高的彈性、優(yōu)異的耐低溫性能以及損耗因子小耐磨性能優(yōu)良。因此，丁二烯橡膠被廣泛的用于輪胎行業(yè)、制鞋行業(yè)、膠帶行業(yè)等橡膠制品行業(yè)。丁二烯橡膠的主要缺點是抗?jié)窕圆?，撕裂強度和拉伸強度較低，冷流性大，加工性能稍差，必需和其他膠種并用。

橡膠的凝膠被稱為特殊的一種分散體系，通常顆粒膠體以及高聚物的分子相互之間緊密連接，構(gòu)成了一種空間網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙中填充液體或氣體。這種特殊結(jié)構(gòu)的分散體介于固體和液體之間，從表觀來看，表現(xiàn)為半固體狀和固體狀，并具有一定的彈性；但與固體又不完全一樣，它網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的強度易于被破壞。凝膠既有在煉膠時可以破壞的松散凝膠，也有煉膠不能破壞的緊密凝膠，緊密凝膠約120 nm左右，分布在固體膠中，緊密凝膠對合成橡膠的強度，特別是未硫化膠的強度有貢獻。因此，準(zhǔn)確的測定合成橡膠的凝膠含量對橡膠加工行業(yè)有及其重要的作用。

實驗室選取中國石油獨山子石化公司生產(chǎn)的優(yōu)級丁二烯橡膠（BR ）9000樣品，依據(jù)SH/T 1050-2014《合成生膠凝膠含量測定》[3]， 測試時將放有一定試樣的過濾器懸置于甲苯溶液中，在規(guī)定的試驗條件下充分溶解樣品，到規(guī)定的時間后取出樣品，并對樣品進行洗滌，洗滌后的樣品烘干盒恒重后，按照公式計算出橡膠的凝膠含量。按照相同的條件進行12個月凝膠含量的檢驗，統(tǒng)計繪制X-R（或S）控制圖，考察丁二烯橡膠凝膠含量的變化，對丁二烯橡膠凝膠含量的檢驗質(zhì)量控制將具有一定的指導(dǎo)作用。

1 實驗部分

1.1 儀器與材料

丁二烯橡膠（BR）9000：優(yōu)級品，中國石油獨山子石化分公司；甲苯：分析純，北京化學(xué)試劑公司產(chǎn)；過濾器：用孔徑為125μm的不銹鋼網(wǎng)制成，其體積為45 mm×45 mm×20 mm；電子天平：XS105型，最小分度0.000 1 g，瑞士梅特勒-托利多儀器公司；干燥箱： SC202，上海儀器總廠；其他玻璃儀器：干燥器、稱量瓶、滴瓶、量筒等。

1.2 檢驗方法

按照SH/T 1050-2014測定凝膠含量。

1.3 取樣和制樣

按照GB/T 15340-2008[4]規(guī)定取樣；從樣品中多點割取試樣，剪成1 m×1 m×3 m細(xì)條。

2 結(jié)果與討論

2.1 控制圖的繪制原理

控制的圖的繪制，一般可根據(jù)檢驗對象的平均值、極差和標(biāo)準(zhǔn)偏差統(tǒng)計結(jié)果，可以繪制質(zhì)量控制圖分為 圖、R圖和S圖。

繪制控制圖必須確定測量對象，并對相關(guān)參數(shù)進行測量，將樣品分為12組，每月進行一次測量，每次按照相同條件重復(fù)測量3次。計算出平均值j，極差Rj或標(biāo)準(zhǔn)差Sj?？刂茍D涉及的過程參數(shù)中心線、上限值、下限值可以通過表1公式計算，中心線的值可以通過公式（1）、（2）和（3）計算。

表1中計算控制圖中心線值所涉及的系數(shù)A2、 A3 、D4 、B3[5]可以控制圖用系數(shù)表中查的。

2.2 檢驗結(jié)果與數(shù)據(jù)統(tǒng)計

丁二烯橡膠凝膠含量的測定按照SH/T 1050-2014進行。每月對丁二烯橡膠樣品在相同條件下由同一人員對其重復(fù)測定3次，將12次的檢驗結(jié)果統(tǒng)計計算平均值、極差和標(biāo)準(zhǔn)偏差，丁二烯橡膠凝膠含量測定結(jié)果與統(tǒng)計結(jié)果見表2。

由圖3可知，S值曲線在控制圖上、下限之內(nèi)，S圖處于穩(wěn)定狀態(tài)，說明實驗室在橡膠凝膠含量的檢測中具有較高的隨機控制能力。

因此，根據(jù)X圖、R圖和S圖，可以綜合判斷出實驗室丁二烯橡膠樣品凝含量的測定結(jié)果處于良好的受控狀態(tài)，實驗室具有較高的系統(tǒng)和隨機控制的能力，測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié) 論

通過12次丁二烯橡膠凝膠含量的測定，繪制的X-R（或S）控制圖表明，在測定丁二烯橡膠凝膠含量時，系統(tǒng)誤差控制在±0.02%范圍， 隨機誤差，應(yīng)小于0.05%，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于0.05。

參考文獻：

[1]蓮婷.丁二烯橡膠門尼粘度測試準(zhǔn)確性的研究[J].當(dāng)代化工， 2010， 39 （2）： 215-217 .

[2]中國石油化工股份有限公司科技開發(fā)部.石油化工產(chǎn)品及試驗方法標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京：國石化出版社，2005.

[3]笪敏峰，陳跟平，李曉銀，等.SH/T 1050-2014合成生膠凝膠含量的測定[S].北京：國石化出版社.2014.

[4]蔡尚脈，陳鷹.GB/T 15340-2008 天然、合成生膠取樣及其制樣方法[S].北京：國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2008.

[5]周尊英.實用統(tǒng)計技術(shù)指南[M].北京：國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003：212.