張 瑩，朱 婧,安立波，李 莉

(1.中國(guó)石油吉林石化公司 有機(jī)合成廠，吉林 吉林 132000；2.吉林省舒蘭合成藥業(yè)股份有限公司，吉林 舒蘭 132600)

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)乙丙橡膠產(chǎn)品應(yīng)用的不斷開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)日趨成熟，促使用戶對(duì)產(chǎn)品的外觀顏色提出更嚴(yán)格的要求。塑料行業(yè)通常采用黃色指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)和控制產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，了解其老化性能。黃色指數(shù)(YI)表示高分子材料發(fā)黃的程度，正值表示材料呈現(xiàn)黃色，負(fù)值表示材料呈現(xiàn)藍(lán)色[1]。本文借助HG/T 3862—2006[2]建立了YI評(píng)價(jià)乙丙橡膠外觀顏色的方法，以此代替目視法，可以量化評(píng)價(jià)乙丙橡膠產(chǎn)品的外觀顏色。建立乙丙橡膠黃色指數(shù)的測(cè)定方法不僅可以表征產(chǎn)品外觀顏色變化的程度，還可以通過(guò)量化指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品外觀質(zhì)量的有效控制，填補(bǔ)了乙丙橡膠產(chǎn)品外觀量化測(cè)試的空白，在提高產(chǎn)品外在質(zhì)量的同時(shí)也能滿足客戶的需求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

色度計(jì)模擬D65照明體照明，采用CIE 1964補(bǔ)充色度系統(tǒng)，測(cè)定試樣的反光率以得到CIE三刺激值X10、Y10、Z10(在CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65和CIE 1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)觀察者下)[3-4]，自動(dòng)計(jì)算出YI，如式(1)所示。

YI=100×(1.30X10-1.15Z10)/Y10

(1)

1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象建立

依據(jù)乙丙橡膠門(mén)尼黏度樣品制備的要求，在溫度為(160±5)℃、壓力為3～4 MPa的條件下對(duì)能夠使乙丙橡膠YI測(cè)試結(jié)果造成影響的條件因素進(jìn)行分析討論[5]，主要包括試樣厚度、溫度、壓力、預(yù)熱時(shí)間、加熱時(shí)間以及冷卻時(shí)間。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品

乙丙橡膠：牌號(hào)分別為J-0010、J-2070、J-3080、J-3092E、J-4045，中國(guó)石油吉林石化公司。

1.4 儀器及設(shè)備

全自動(dòng)色度儀：TT-ACM，杭州研特科技有限公司；壓力機(jī)：GT-7014-C，臺(tái)灣高鐵檢測(cè)儀器有限公司。

1.5 樣品制備

先將不銹鋼模具(140 mm×140 mm×8 mm，內(nèi)孔尺寸與儀器配備的樣品盒尺寸相匹配)置于清潔的不銹鋼片(200 mm×200 mm×2 mm，拋光)上，再將清潔的聚酯片(200 mm×200 mm×0.1 mm)平鋪在不銹鋼模具上，稱取10.5～11.5 g樣品放在聚酯片對(duì)應(yīng)的圓孔位置上，蓋上聚酯片和不銹鋼片。將該組件放入壓力機(jī)的熱壓層，溫度保持在(160±5 )℃，兩加熱板之間保持緊密狀態(tài)，在該狀態(tài)下保持預(yù)熱1 min，加壓，在3～4 MPa的壓力下壓制5 min，低門(mén)尼黏度的二元乙丙橡膠熱壓時(shí)間為3 min，卸壓。取出組件放入冷壓層，在3～4 MPa下冷壓5 min至室溫，取出。剝?nèi)ゾ埘テ?，得到所需的試樣。制備的試樣?yīng)保持質(zhì)地均勻，內(nèi)部無(wú)氣泡，表面無(wú)玷污、無(wú)褶皺等缺陷，且盡可能與樣品盒厚度(直徑為44 mm，厚度為9 mm)一致。

1.6 試樣測(cè)定

色度儀預(yù)熱30 min，用黑筒對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)零，用標(biāo)準(zhǔn)板對(duì)儀器進(jìn)行校正。待所有數(shù)據(jù)核對(duì)一致后，將制得的試樣放入樣品盒內(nèi)(無(wú)背板)，置于樣品架上，升起樣品架，保持試樣與光源出口緊密不漏光，然后進(jìn)行測(cè)量。每個(gè)試樣重復(fù)測(cè)試兩次，記錄YI平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 試樣厚度對(duì)乙丙橡膠YI的影響

因儀器樣品盒的厚度為9 mm，本實(shí)驗(yàn)選用7 mm、8 mm、9 mm三個(gè)不同厚度的模具，用J-2070、J-3092E、J-4045三個(gè)牌號(hào)乙丙橡膠按照1.5步驟制備試樣進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

HPLC法同時(shí)測(cè)定萊菔子中蘿卜硫苷和4-甲基亞磺酰基-3-丁烯基硫代葡萄糖苷的含量 ………………… 高榮凱等（21）：2898

表1 不同樣品制片厚度及YI測(cè)定結(jié)果

從表1可以看出，乙丙橡膠YI隨著樣片厚度的增加而有所增大。試樣厚度在7 mm左右時(shí)，測(cè)試結(jié)果偏低；當(dāng)試樣厚度超過(guò)9 mm，即超過(guò)樣品盒的厚度時(shí)，測(cè)試結(jié)果明顯上升。因此，選擇厚度為8 mm的模具制備試樣，且制備的試樣厚度在8.5～9.0 mm之間時(shí)，既保證了試樣厚度的合理性，又使測(cè)試結(jié)果獲得了較好的重復(fù)性。

2.2 溫度對(duì)乙丙橡膠YI的影響

依據(jù)乙丙橡膠門(mén)尼黏度樣品制備的溫度要求[6]，乙丙橡膠YI的制樣溫度設(shè)置在160 ℃，在此基礎(chǔ)上確定溫度范圍。表2給出了J-2070、J-3080、J-4045三個(gè)牌號(hào)樣品在不同溫度下按照1.6步驟測(cè)得的YI實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并繪制成曲線，如圖1所示。

表2 不同溫度下YI測(cè)定結(jié)果

溫度/℃圖1 YI與溫度的關(guān)系曲線

從圖1可以看出，將溫度控制在(160±5) ℃下測(cè)得的YI相對(duì)穩(wěn)定。

2.3 壓力對(duì)乙丙橡膠YI的影響

選取J-2070、J-3080、J-4045三個(gè)牌號(hào)乙丙橡膠樣品，將樣品制備壓力分別設(shè)置為2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa，按1.5和1.6步驟操作，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3，并繪制成曲線，如圖2所示。

表3 不同壓力下制備的樣品YI測(cè)定結(jié)果

壓力/MPa圖2 YI與壓力的關(guān)系曲線

從圖2可以看出，壓力對(duì)YI的影響不大，壓力在3～4 MPa之間數(shù)值相對(duì)集中且穩(wěn)定，故壓力選取3～4 MPa較為適宜。

2.4 預(yù)熱時(shí)間對(duì)乙丙橡膠YI的影響

選取三元乙丙橡膠J-2070、J-3080、J-4045，按1.5步驟進(jìn)行操作，將組件放置在兩加熱板之間，保持緊密的控制時(shí)間分別設(shè)為0 s、30 s、60 s、9 s[7]，然后按1.6步驟進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4，并繪制成曲線，如圖3所示。

表4 不同預(yù)熱時(shí)間測(cè)得樣品YI的測(cè)定結(jié)果

時(shí)間/s圖3 YI與預(yù)熱時(shí)間的關(guān)系曲線

從表4與圖3可以看出，樣品在兩加熱板之間保持緊密60 s后，測(cè)得的YI接近穩(wěn)定，30 s時(shí)出現(xiàn)的波動(dòng)最大。因此樣品在兩加熱板之間保持緊密的預(yù)熱時(shí)間設(shè)定為60 s。

2.5 加熱時(shí)間對(duì)乙丙橡膠YI的影響

2.5.1 三元乙丙橡膠

選取三個(gè)牌號(hào)三元乙丙橡膠J-2070、J-3080、J-4045，熱壓時(shí)間設(shè)為3 min、4 min、5 min、6 min，按1.5和1.6步驟進(jìn)行操作，結(jié)果見(jiàn)表5、圖4和圖5。

表5 不同加熱時(shí)間下測(cè)得的樣品YI平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差1)

1)Sr為標(biāo)準(zhǔn)偏差。

時(shí)間/s圖4 不同加熱時(shí)間下三元乙丙橡膠YI的平均值曲線

時(shí)間/min圖5 不同加熱時(shí)間下三元乙丙橡膠YI的標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線

2.5.2 低門(mén)尼二元乙丙橡膠

選取二元乙丙橡膠J-0010，按1.5和1.6步驟進(jìn)行操作，在壓力為3～4 MPa條件下加熱2 min、3 min、4 min、5 min、6 min[8]，最后冷壓至室溫，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表6、圖6和圖7。

表6 不同加熱時(shí)間下J-0010樣品的YI平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差

時(shí)間/min圖6 不同加熱時(shí)間下J-0010樣品YI的平均值曲線

時(shí)間/min圖7 不同加熱時(shí)間下J-0010樣品YI的標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線

從表6、圖6和圖7可以看出，J-0010樣品加熱時(shí)間在3～4 min時(shí)YI結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定，且標(biāo)準(zhǔn)偏差較低。因此建議J-0010加熱時(shí)間控制在3 min。

2.6 冷卻時(shí)間對(duì)乙丙橡膠YI的影響

冷卻時(shí)間對(duì)樣品厚度有影響，而厚度對(duì)YI測(cè)定存在影響[9-10]。分別選取了五個(gè)牌號(hào)乙丙橡膠1.5和1.6步驟進(jìn)行操作，其冷壓時(shí)間分別設(shè)置為5 min、10 min、15 min、20 min，測(cè)定分別停放4 h 期間試樣厚度(d)和YI的趨勢(shì)變化，結(jié)果見(jiàn)表7。

圖8～圖12給出了冷壓5 min的試樣d及YI隨停放時(shí)間變化的趨勢(shì)。從圖8～圖12可以看出，d與YI值變化趨勢(shì)基本一致，d增大，對(duì)應(yīng)YI數(shù)值也會(huì)有所增加。

表7 不同牌號(hào)樣品在不同冷壓及停放時(shí)間下YI測(cè)試結(jié)果

時(shí)間/h圖8 J-0010冷壓5 min的d與YI隨停放時(shí)間變化趨勢(shì)

時(shí)間/h圖9 J-2070冷壓5 min的d與YI隨停放時(shí)間變化趨勢(shì)

時(shí)間/h圖10 J-3080冷壓5 min的d及YI隨停放時(shí)間變化趨勢(shì)

時(shí)間/h圖11 J-3092E冷壓5 min的d及YI隨停放時(shí)間變化趨勢(shì)

時(shí)間/h圖12 J-4045冷壓5 min的d及YI隨停放時(shí)間變化趨勢(shì)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察及數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，YI測(cè)試結(jié)果不受冷壓時(shí)間影響，而直接受樣品厚度影響。即在不同冷壓時(shí)間和停放時(shí)間下，厚度相近的試樣YI也是相近的。因此，測(cè)試時(shí)可采用冷壓5 min后直接對(duì)試樣進(jìn)行YI測(cè)定。

3 結(jié) 論

(1)根據(jù)樣品盒的厚度(9 mm)，在保證壓制樣片具有較好平滑度的前提下，確定了樣品制備模具的厚度為8 mm。

(2)乙丙橡膠YI會(huì)受溫度的影響而發(fā)生改變，在熱壓溫度為(160±5)℃、壓力為3～4 MPa條件下測(cè)得數(shù)值較為穩(wěn)定。

(3)預(yù)熱時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)乙丙橡膠YI的測(cè)定會(huì)造成影響，預(yù)熱時(shí)間為1 min時(shí)測(cè)得數(shù)值相對(duì)穩(wěn)定，能夠起到較好塑形效果。

(4)乙丙橡膠YI的測(cè)定受加熱時(shí)間的影響較大，其中三元乙丙橡膠加熱時(shí)間為5 min、低門(mén)尼二元乙丙橡膠加熱時(shí)間為3 min時(shí)測(cè)得的YI數(shù)值較為穩(wěn)定。

(5)YI測(cè)試結(jié)果不受冷壓時(shí)間影響，而直接受樣品厚度影響。冷壓時(shí)間為5 min時(shí)，可直接對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試。