ICS 83.060 G 40
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T14837.3—2018/ISO9924-3:2009
橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分第3部分：抽提后的
I
烃橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷类橡胶
Rubber and rubber products-Determination of the composition of
vulcanizates and uncured compounds by thermogravimetry
Part 3:Hydrocarbon rubbers,halogenated rubbers
and polysiloxane rubbers after extraction
(ISO9924-3:2009,IDT)
2018-10-01实施
2018-03-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T14837.3—2018/ISO9924-3:2009
前言
GB/T14837《橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分》分为3个部分：一第1部分：丁二烯橡胶、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、
苯乙烯-丁二烯橡胶；一第2部分：丙烯腈-丁二烯橡胶和卤化丁基橡胶；一第3部分：抽提后的烃橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷类橡胶本部分为GB/T14837的第3部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分使用翻译法等同采用ISO9924-3：2009《橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化
橡胶成分第3部分：抽提后的烃橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷类橡胶》，
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T2941一2006橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（ISO23529：2004，IDT） -GB/T3516一2006橡胶溶剂抽出物的测定（ISO1407：1992，MOD）
本部分由中国石油和化学工业联合会提出。 本部分由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分技术委员会（SAC/TC35/SC2）
归口。
本部分主要起草单位：贵州轮胎股份有限公司、西北橡胶塑料研究设计院有限公司、三角轮胎股份
有限公司、沈阳橡胶研究设计院有限公司、风神轮胎股份有限公司、安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司、 双钱轮胎有限公司、怡维怡橡胶研究院有限公司、北京市理化分析测试中心、广州合成材料研究院有限公司、西双版纳州质量技术监督综合检测中心、北京橡胶工业研究设计院、中国石油化工股份有限公司北京北化院燕山分院
本部分主要起草人：吕强、周吉、武晶、韩文霞、倪淑杰、许秋焕、孙艳玲、马英、任绍文、刘晴晴、隋圆、 李冰玉、董文武、黄中、刘爱芹、张艳玲、邹涛、郭姝、覃红阳、王瑞萍、谭辉、曾涛、丁晓英、赵霞
1 GB/T14837.3—2018/ISO9924-3:2009
橡胶和橡胶制品热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分第3部分：抽提后的
烃橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷类橡胶
警示一一使用本部分的试验人员应熟悉正规的实验室操作规程。本部分无意涉及因使用本部分可
能出现的所有安全问题。使用者有责任制定相应的安全和健康制度并确保符合国家法规的规定
注意一一使用本部分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
GB/T14837的本部分规定了使用热重分析仪测定橡胶中的总聚合物、炭黑和矿物填料含量的方法。本方法建立于被测材料的热重“指纹”曲线上。但测试结果和橡胶配方的理论值并不完全一致，
本部分适用于初步抽提后的生橡胶、混炼胶和硫化胶。 本部分适用于单一或者并用的烃基橡胶（如NR、BR、SBR、IIR、EPDM、ACM、AEM）。对于它们的
并用胶，得到的聚合物量为总的橡胶烃含量，通常无法得到每一种单一橡胶的含量。
本部分适用于含卤素的橡胶（如CR、CSM、FKM、CM、CO、ECO等）或者含氮的橡胶（如NBR，
HNBR、NBR/PVC等)以及它们的并用胶。但是，这些橡胶通常会形成碳质残余物而干扰分析。可采用适当的程序来减少这些干扰。
本部分适用于聚硅氧烷类橡胶（如VMQ等)以及其他未列出的橡胶。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
ISO1407橡胶溶剂抽出物的测定（Rubber—Determinationof solventextract) ISO23529橡胶物理测试方法制备和调节样品的一般程序（Rubber一Generalproceduresfor
preparing and conditioning test pieces for physical test methods)
3原理
在已知气氛中，按照预定程序对称重后的样品进行加热。先将样品在惰性气氛（氮气）中裂解然后在氧化性气氛中燃烧。一般来说，引起质量变化的反应有分解、氧化或反应挥发等。质量损失与温度的函数可以作为材料的特征谱图用于定量分析。
4试剂
4.1干燥的氮气
最小纯度为99.995%（质量分数），氧气含量低于10mg/kg（ppm），烃含量低于1.5mg/kg（ppm）。
1 GB/T14837.3—2018/ISO9924-3:2009
4.2 2干燥无油的空气
空气、氮气加上氧气的纯度不小于99.5%（质量分数）。在某些情况下，也可使用纯氧气。
5仪器
5.1 热重分析仪 5.1.1 目前有多款型号热重分析仪都适合用于本部分。热重分析仪应包括5.1.2～5.1.8的基本配置 5.1.2热重天平：带有由非氧化材料制成的样品盘，其量程不低于50mg，精度为1ug，以及配有能维持从室温到1000℃的加热炉。 5.1.3合适的密封装置：允许样品保留在规定的气氛中 5.1.4样品盘或：大小合适，应尽量小以减少样品动影响。 5.1.5控温系统：能够控制温度在10℃/min到50℃/min之间程序升温。 5.1.6气体切换装置：在控制的流速下能够连续导人惰性气体和氧气。 5.1.7气体流速测量设备：控制气体流速范围在10mL/min到250mL/min。 5.1.8 数据采集和处理系统。
5试样制备
6
6.1试样调节
试样应在ISO23529规定的湿度和标准实验室温度下调节。这些条件是首选的，但不是强制的， 6.2 2试样抽提
应按照ISO1407规定使用适当的溶剂对试样中的增塑剂和填料进行预抽提。为了方便，把抽提物质量分数表示为WI。 6.3测试部分
试样按6.2抽提后，制备质量为（8士3)mg的小颗粒样品。 注：样品的制备可能影响橡胶动力学性能，
7分析步骤
7.1概述
根据聚合物分解模式不同，本部分规定了两种试验程序： a） 程序A适用于烃基橡胶 b) 程序B适用于硅氧烷类和氟碳烃类橡胶
如果使用程序A在600℃时还没有得到稳定的热重曲线，应使用程序B。 各族类橡胶简单的推荐程序参见附录A中的表A.1。
7.2 程序说明
详细操作步骤见表1的程序A和程序B。
2 GB/T14837.3—2018/ISO9924-3:2009
表1 操作步骤
操作步骤
单位 ℃ ℃ /min ℃ min ℃ ℃ min ℃/min ℃ min
程序A 35 ±10 20 600 0 600~400 400
程序B 35±10 20 800 5 800~400 400
初始温度氮气下升温速率氮气下终止温度氮气下终止温度保持时间氮气下冷却温度气体转换的温度转换为空气下的停留时间空气下加热速率设备在空气下设定的最终温度在空气下最终温度保留时间
2 20
2 20
800~850 10~20
800~850 10~20
如果在空气下终了温度时热重曲线下的质量还没有恒定，应在终了温度下保持一段时间直到达到质量平衡
1
7.3 测试步骤 7.3.1 连接仪器，调整（5.1.6）气流流速在20mL/min～250mL/min。 根据选择的程序设置参数。推荐的流速为100mL/min。 7.3.2 测试前，保证样品盘（5.1.4)或埚清洁。 7.3.3关闭热重分析仪的加热炉，用预设定的流速充进氮气清理。平衡后，调整零点以补偿样品盘或埚的质量 7.3.4 把按6.3制备好的样品放人样品盘或埚中，按照7.3.3规定的条件称重，记录质量为m。。 7.3.5 按表1规定的程序进行操作 7.3.6 测试结束后，把加热炉冷却至室温，打开，清理样品盘或埚。
分析结果的表示
8
8.1 记录
记录两种情形下的曲线图，以进行必要的计算： a) 质量损失百分比（α）与温度或时间曲线图； b) 微分图dw/dT。 这些图将用来获得各种组分的含量。
8.2 从曲线上计算质量变化
图B.1给出了热重分析的一个例子：当要定义以下质量变化中拐点时需要用到微分曲线根据最近的导数为零的点在微分曲线上确定A。、A、A和A"最低值。在质量变化曲线上标出这
些点。 报告A。、A，、A2、A.对应的坐标点，并且读出相应的质量m。、m1、m2、m3。
说明： mo 试片初始的质量；
3 GB/T14837.3—2018/ISO9924-3:2009
m 裂解后试样质量； m2 裂解和炭黑燃烧后试样的质量； m 残余物的质量。 由于裂解产生的质量损失百分数w2为：
mo-m1×100 mo
...(1)
W2:
由于炭黑燃烧产生的质量损失百分数ws为：
mm2 2×100
Ws :
..(2)
mo
由于部分或总无机填料分解产生的质量损失百分数w，为：
m2m3 X 100
....(3)
W? =
mo
残余物的质量百分数ws为：
ms×100 mo
......( 4)
Wg :
总的质量百分数：w2十w：十w?十w8应为100%（不包括分析误差）。 注：这些计算可由计算机进行。
8.3说明
8.3.1概述
样品的热重分析图中可给出可裂解、不可裂解的物质质量损失和残余物。 8.3.2烃基橡胶
a) 氮气气氛中：最开始的质量损失W2，是由一种或多种聚合物裂解而导致的质量损失。在氮气气氛下，加热到最
后，聚合物裂解是自发结束的
b）在氧气气氛中：
1） 质量损失ws，是由于炭黑燃烧产生的（如果配方中有的话）。 2） 质量损失w，是由于部分或全部矿物质填料（如：CaCO，）分解产生的，参见图B.3。 3）ws是在800℃下的残余物产生的 4）W是无机物填料含量，等于w;十ws。
8.3.3含氮的烃基橡胶（参见图B.4）
对于含氮的烃基橡胶，在氮气气流下的热重图与8.3.2的相似。但是，伴随着裂解产生，可能产生碳质残余物。这些残余物通常在比炭黑低的温度下氧化。如果微分曲线允许，相应的质量分数损失 ws，应加到裂解产物w2中。 8.3.4含卤素的烃基橡胶（参见图B.5）
对于含卤素的烃基橡胶，聚合物的裂解分若干步骤，特别是： a）产生挥发性卤代烃链段； b）碳质残余物的形成。 挥发性卤代烃的质量损失百分数w4，在进行聚合物的含量计算时，聚合物含量应等于wW2十W4。 因为碳质残余物很难从炭黑中分辨出来，所以总炭黑含量应为Ws十W5。
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