GB/T 46232-2025 未硫化橡胶 结合橡胶含量的测定

　　ICS 83. 060 CCS G 40

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46232—2025

　　未硫化橡胶 结合橡胶含量的测定

　　Rubber, unvulcanized—Determination ofbound-rubbercontent

　　2025-08-29发布 2026-03-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46232—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国石油和化学工业联合会提出 。

　　本文件由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会(SAC/TC35)归 口 。

　　本文件起草单位 : 山东玲珑轮胎股份有限公司 、青岛双星轮胎工业有限公司 、山东阳谷华泰化工股份有限公司 、安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司研发分公司 、广州合成材料研究院有限公司 、贵州轮胎股份有限公司 、威海君乐轮胎有限公司 、八亿橡胶有限责任公司 、苏州纽迈分析仪器股份有限公司 、双钱集团上海轮胎研究所有限公司 、株洲时代新材料科技股份有限公司 、北京橡胶工业研究设计院有限公司 、北京橡院橡胶轮胎检测技术服务有限公司 。

　　本文件主要起草人 :张丽 杰 、卢 媛 、郭 菲 、褚 文 东 、师 利 龙 、方 轩 、吴 海 边 、李 冰 玉 、谢 宇 芳 、计 静 琦 、苏巨桥 、宋成阳 、伦 鑫 、丁 武 辉 、宋 二 华 、姚 明 、丁 皓 、陈 路 平 、董 文 武 、张 玲 艳 、杨 柳 、丁 行 武 、丁 晓 英 、王娜 、吕佳萍 、岳敏 。

　　Ⅰ

　　GB/T 46232—2025

　　未硫化橡胶 结合橡胶含量的测定

　　警示 1— 使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验 。本文件并未指出所有可能的安全问题 。使用者有责任采取适当的安全和健康措施 ,并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　警示 2— 使用本文件规定的程序有可能涉及一些物质的使用或产生 , 可能产生一些废物 。 这有可能导致本地环境危害 ,应在使用后参照相应的文件进行安全处理和处置。

　　1 范围

　　本文件描述了使用低场核磁法和化学法测定未硫化橡胶中结合橡胶含量的方法 。

　　本文件适用于未硫化橡胶中结合橡胶含量的测定 。

　　注 : 由于这两种方法测试原理不同 ,测试结果不具有可比性 。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件 。

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　结合橡胶 bound-rubber

　　在混炼胶中 ,与填料紧密结合的那部分橡胶 。

　　注 : 化学法测得的是不能被常用溶剂溶解的那部分橡胶 ;低场核磁法测得的是产生物理吸附和化学键合吸附作用的那部分橡胶 。

　　[来源 :GB/T 9881—2008,2. 56,有修改]

　　4 原理

　　4. 1 低场核磁法

　　含结合橡胶的未硫化橡胶包含两种组分 ,结合橡胶组分与非结合橡胶组分(包含分子链物理缠结 、自 由链两部分) 。结合橡胶组分的橡胶分子链段运动受束缚程度大 ,横向弛豫衰减较快 ;非结合橡胶组分具有一定的分子运动特性 ,横向弛豫衰减相对较慢 。低场核磁共振分析仪使用 Hahn Echo 序列采集这两部分的信号 ,结合橡胶信号量占总信号量的百分比表示结合橡胶的含量 ,测试原理示意图见图 1。

　　注 : Hahn Echo序列是基于 90°-τ-180°-τ 射频脉冲序列 ,通过 180°脉冲翻转自旋相位 ,使因磁场不均匀导致的相位分散在回波时间(2τ)处重聚 ,形成自旋回波 。

　　1

　　GB/T 46232—2025

　　标引符号说明 :

　　X — 横向弛豫时间 ;

　　Y — 核磁共振信号强度 ;

　　A总 — 未硫化橡胶的总信号强度 ;

　　A非 — 非结合橡胶组分信号强度 ;

　　A1 — 结合橡胶信号强度 ;

　　A2 — 橡胶分子链物理缠结信号强度 ;

　　A3 — 橡胶分子自由链信号强度 ;

　　t1 — 非结合橡胶信号开始时间 。

　　图 1 低场核磁法测试原理示意图

　　4.2 化学法

　　将填充有炭黑和/或白炭黑的未硫化橡胶浸泡在溶剂(通常为甲苯) 中 , 由于橡胶分子与炭黑和/或白炭黑表面的物理吸附和化学键合的作用力 ,未硫化橡胶中的结合橡胶不能被溶剂溶解 ,而非结合橡胶可以被溶解 。通过浸泡前后质量的变化计算结合橡胶含量 。

　　5 低场核磁法

　　5. 1 试剂

　　标准黏度液 : GBW13609, 国家标准物质(NCRM) 。

　　5.2 仪器设备

　　5.2. 1 低场核磁共振分析仪 ,应满足以下技术要求 :

　　— 磁场强度 :0. 48T~0. 52T;

　　— 磁体有效间距 :不小于 35 mm;

　　— 氢探头线圈内径 :不小于 12 mm;

　　— 整体死时间 :小于 15 μs;

　　— 核磁共振分析应用软件 :包含 FID、Hahn Echo等脉冲序列 ;

　　— 分析数据处理软件 :包含高斯拟合算法 ;

　　— 磁场均匀性 :FID信号衰减到 50%信号处的弛豫时间不小于 1 ms。

　　5.2.2 接杆 :直径不大于 12 mm ,长度不小于 180 mm ,无氢信号 。

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　　5.2.3 进样瓶 :直径 11. 6 mm ,高度 32 mm ,无氢信号 。

　　5.2.4 干式恒温器 :控温范围为室温 ~ 160 ℃ ,精度 0. 1 ℃ 。

　　5.3 试样制备

　　将适量的样品剪成两份直径约 5 mm、高度小于 2 cm 的圆柱状试样 。

　　5.4 分析步骤

　　5.4. 1 设备校准

　　每次开机测试之前 ,根据低场核磁共振分析仪(5. 2. 1) 说明书 ,采用其厂商提供的标准黏度液(5. 1)进行校准 。

　　5.4.2 测试条件

　　新建 Hahn Echo序列 ,设置具体参数 。设备分析条件(推荐)如下 :

　　a)采集频率 SW :5 000 kHz;

　　b)累加次数 NS:32;

　　c)回波个数 TE:40, 回波时间 :0. 03 ms~ 50 ms。

　　5.4.3 试样测定

　　将干式恒温器温度设置为 32. 0 ℃ ,将装好试样的进样瓶接上接杆(5. 2. 2) ,置于干式恒温器(5. 2. 4)中干燥至少 5 min。取出进样瓶并将其放入低场核磁共振分析仪试样腔中 ,调用 Hahn Echo序列 , 自动采集信号 ,采集结束后导出原始数据 。

　　5.4.4 平行试验

　　按上述步骤平行做两次试验 。

　　5.5 结果计算

　　原始数据经高斯拟合后 自动得到 A1 、A2、A3 三个组分的信号量 ,结合橡胶的质量分数 wbr,按公式(1) 计算 :

　　wbr …………………………( 1 )

　　式中 :

　　A1— 结合橡胶信号强度 ;

　　A2— 橡胶分子链物理缠结信号强度 ;

　　A3— 橡胶分子自由链信号强度 。

　　取两次测试结果的平均值作为试验结果 ,保留至小数点后两位 。

　　6 化学法

　　6. 1 试剂或材料

　　6. 1. 1 甲苯 :符合 GB/T 684中的分析纯 。

　　6. 1.2 不锈钢网 :6 μm。

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　　GB/T 46232—2025

　　6.2 仪器设备

　　6.2. 1 电子天平 :精确至 0. 1 mg。

　　6.2.2 具塞广口瓶 :125 mL。

　　6.2.3 真空干燥箱 :温度可控制在 40 ℃ ±2 ℃;真空度 :0. 1 MPa。

　　6.2.4 鼓风干燥箱 :温度可控制在 70 ℃ ±2 ℃ 。

　　6.2.5 一般实验室常规仪器和设备 。

　　6.3 试样制备

　　将混炼胶剪成约 1 mm3 的胶粒备用 。

　　6.4 试验步骤

　　6.4. 1 使用电子天平(6. 2. 1)准确称量不锈钢网(6. 1. 2)的质量(m1 ) 。

　　6.4.2 准确称量 0. 5 g试样(6. 3) ,封包于不锈钢网中 ,记录不锈钢网与试样的质量(m2 ) 。

　　6.4.3 将装有试样的不锈钢网包放入装有 100 mL 甲苯(6. 1. 1) 的具塞广口瓶(6. 2. 2) 中 ,盖上瓶塞 ,静置停放 48h;将甲苯倒入回收瓶中 , 向具塞广口瓶中重新加入 100 mL 甲苯 ,继续静置停放 24h。

　　6.4.4 将不锈钢网包从甲苯中取出 ,置于通风橱中使甲苯挥发至少 4 h,并在 40 ℃真空干燥箱(6. 2. 3)中干燥至恒重(间隔 30min两次连续称重质量之差不大于 0. 2%) ,或在 70℃的鼓风干燥箱(6. 2. 4)中干燥 2 h,称重 ,记录不锈钢网和试样的质量(m3 ) 。

　　6.4.5 按上述步骤平行做两次试验 。

　　6.5 结果计算

　　试样中结合橡胶占生橡胶的质量分数 wbrr,按公式(2)计算 :

　　…………………………( 2 )

　　式中 :

　　m3— 浸泡干燥后不锈钢网与试样的质量 ,单位为克(g) ;

　　m1— 不锈钢网的质量 ,单位为克(g) ;

　　m2— 浸泡前不锈钢网与试样的质量 ,单位为克(g) ;

　　wf— 试样中填料的质量分数 , % , 由配方计算得到 ;

　　wr— 生橡胶在试样中的质量分数 , % , 由配方计算得到 。

　　取两次测试结果的平均值作为试验结果 ,保留至小数点后两位 。

　　7 试验报告

　　试验报告应包含以下信息 :

　　a) 样品的详细信息 ;

　　b) 本文件编号 ;

　　c) 使用的方法(低场核磁法 、化学法) ;

　　d) 仪器型号(低场核磁法) ;

　　e) 试验结果 ;

　　f) 试验中出现的任何异常情况 ;

　　g) 试验日期 。

　　4

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 9881—2008 橡胶 术语

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