ICS 83.040.20 G 49
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T3780.14—2019 代替GB/T3780.14—2010
炭黑 第14部分：硫含量的测定
Carbonblack-—Part 14:Determination of sulfurcontent
(ISO 1138:2007,Rubber compounding ingredients- CarbonblackDeterminationofsulfurcontent,MOD)
2019-08-30发布
2020-07-01实施
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T3780.14—2019
前言
GB/T3780《炭黑》分为以下几个部分：
第1部分：吸碘值试验方法；第2部分：吸油值的测定；第4部分：压缩试样吸油值的测定；第5部分：比表面积的测定CTAB法；第6部分：着色强度的测定；第7部分：pH值的测定；第8部分：加热减量的测定；第10部分：灰分的测定；第12部分：杂质的检查；第14部分：硫含量的测定；第15部分：甲苯抽出物透光率的测定；第17部分：粒径的间接测定反射率法；第18部分：在天然橡胶（NR)中的鉴定方法；第21部分：筛余物的测定水冲洗法；第22部分：用工艺控制数据计算过程能力指数；第23部分：逸散炭黑或其他环境颗粒的采样和鉴定；第24部分：空隙体积的测定；第25部分：碳含量的测定；第26部分：炭黑原料油中碳含量的测定。
本部分为GB/T3780的第14部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草，本部分代替GB/T3780.14一2010《炭黑 第14部分：硫含量的测定》，与GB/T3780.14一2010相
比，主要技术变化如下：
增加了“其中C法为首选和仲裁方法”（见第1章）；增加了“滤纸”（见3.3.8）；删除了“图1氧弹式量热计构造简图”“图2氧弹剖视图”和“图3燃烧炉法仪器装置图”，仪器类型不同，其结构图亦不同（见2010年版的图1、图2、图3）；增加了C法的数据记录方法，即“也可按照仪器操作要求，记录拟合曲线后的数值”（见5.6.2）。
本部分使用重新起草法修改采用IS01138：2007《橡胶配合剂炭黑硫含量的测定》。 本部分与IS01138：2007相比在结构上有较多调整，附录A中列出了本部分与IS01138：2007章
条编号对照一览表。
本部分与IS01138：2007的技术性差异及其原因如下：
关于规范性引用文件，本部分做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下： ·增加了GB/T3780.8、GB/T8170（见第2章）；
自动分析仪法），
删除了ISO15671：2000，将其主要内容转化为本部分的第5章（C法以方便使用（见第5章，ISO1138：2007的第2章、第5章）；
I GB/T3780.14—2019
增加了硝酸银溶液，方便标准使用者（见3.2.4）；增加了“耐压至少3MPa”，增加可操作性（见3.3.1)；增加了“样品”，提高本部分可操作性（见3.4、4.4、5.4)；将烘箱的可控温度由（105土2)℃修改为（125土1)℃，统一操作（见3.3.4、4.3.9，IS01138：2007 的4.3.9)；增加了“干燥器、滤纸”，提高本部分可操作性（见3.3.7、3.3.8)；增加“尺寸应与燃烧管匹配”，增加可操作性（见4.3.3，IS01138：2007的4.3.3)；修改“精确至1mg为“精确至0.1mg”，提高测试精度（见4.5.1，IS01138：2007的4.4.1）；将1S01138：2007的第6章分解为本部分的5.5.1仪器准备和5.5.2仪器校准，并将此两部分归人本部分5.5的试验步骤，同时增加本部分的5.5.3试样测定，使标准结构更清晰；增加了计算测试结果的取值方法，规范结果取值（见3.6.2、4.6.2、5.6.3)； -增加了C法的数据记录方法，即“也可按照仪器操作要求，记录拟合曲线后的数值”（见5.6.2)； A、B法增加了精密度的规定，提高标准的严谨性（见6.1.1）。
-
本部分还做了下列编辑性修改：
采用国际单位制单位；增加了资料性附录A“本部分章条编号与ISO1138：2007相比的结构变化情况”。
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（SAC/TC35)归口。 本部分起草单位：山东耐斯特炭黑有限公司、中昊黑元化工研究设计院有限公司、江西黑猫炭黑股
份有限公司、山东联科新材料有限公司、龙星化工股份有限公司、山东华东橡胶材料有限公司。
本部分主要起草人：王敏、聂素青、吕俊英、张友伟、侯贺钢、郭灵芝本部分所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T3780.14—1983、GB/T3780.14—1995,GB/T3780.14—2010。
II GB/T3780.14—2019
3.3.8 滤纸，无灰定量滤纸。 3.3.9分析天平，分辨力为0.1mg。 3.4样品 3.4.1各类炭黑按对应的规定进行采样。 3.4.2采集的样品需置于密闭的样品容器中，并使样品在试验之前达到室温。 3.5试验步骤 3.5.1按GB/T3780.8规定的方法干燥适量的试样，置于干燥器中备用。 3.5.2称取大约0.5g干燥的样品，精确至0.1mg，放进中。将埚放在环状电极处，按氧弹式量热计说明书连接点火丝，并弯曲点火丝，使之正好埋人炭黑中。 3.5.3量取5mI.水放人氧弹中。装配好氧弹并充人3MPa氧气。 3.5.4在常温下，往量热计外桶内加入2000mI的水。将氧弹放入量热计内，并将点火电极套在氧弹上，装好温度计后关闭量热计，并启动电动搅拌器 3.5.5电动搅拌2min后记录水温。立即闭合点火开关，以点燃试样。如果点火系统没有指示灯，则按住点火按钮5s后放开，观察水温上升，大约5min内温度应上升约2℃，则点火成功（如果温度未上升，则试验作废并重新开始测试）。电动搅拌器在点火后共搅拌10min后试验停止。取出氧弹，至少需要 1min的时间，逐步地解除压力。 3.5.6打开氧弹，用水冲洗氧弹内壁，将洗涤液收集在250mI.烧杯内，将洗涤液过滤到400mI.烧杯中，用三份5ml水洗涤滤纸。加5mL.盐酸、5mI.的苦味酸饱和溶液和10ml.的氯化钡溶液于滤出液中，将此混合物在电热板上低温加热约15min。然后用无灰滤纸过滤，每次用10mI.的沸水冲洗滤纸上的沉淀物，连续冲洗直至硝酸银溶液检验显示滤液中不出现氯化物。 3.5.7将带有沉淀物的滤纸移人经灼烧恒重过的瓷埚中，称量精确至0.1mg，先低温加热使滤纸碳化，然后转移到温度控制在（925士25)℃的高温炉中，灼烧30min。将及内容物移人干燥器中，冷却至室温，并称量，精确至0.1mg。 3.6试验数据处理 3.6.1炭黑试样总硫含量ws以硫的质量分数计，数值以%表示，用式（1)计算。
0.1373×（m-m）×100 Us=
...(1)
mo
式中： m? m: mo 0.1373— 硫酸锁对硫的换算系数。
灼烧后和内容物的质量的数值，单位为克（g）；质量的数值，单位为克（g）；干燥试样的质量的数值，单位为克（g）。
3.6.2计算结果表示到小数点后两位。如有多次测量结果，取其平均值，按GB/T8170的规定进行数值修约。
4B法—燃烧炉法
4.1原理
称适量干燥的炭黑试样置于燃烧炉中，在连续通人的氧气流中燃烧，燃烧释放的硫氧化物用盐酸溶液吸收，再用碘酸钾-碘化钾标准溶液滴定吸收液。计算硫含量。 GB/T 3780.14—2019
4.2试剂和材料
除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。 4.2.1盐酸溶液，将2体积盐酸（p20=1.19g/mI.）与13体积水相混合而成 4.2.2碘酸钾-碘化钾标准溶液，0.0052mol/L.：称量基准试剂碘酸钾（K1Oa）1.1125g、碘化钾（KI） 100g和氢氧化钾（KOH)5g于烧杯中，加约500ml.的水溶解后，移至1000m.容量瓶中定容。溶液应储存在棕色或绿色的玻璃瓶中。最好每30天配制一次新鲜溶液。 4.2.3淀粉溶液，2.5g/l.：溶解2.5g可溶性淀粉和5mg碘化汞（Hgl2）于1000ml.水中。 4.2.4氧气，工业用钢瓶贮装的足够纯度的（不含硫化合物）氧气。 4.3 仪器设备 4.3.1 燃烧炉，可控温度在（1425土25）℃。 4.3.2燃烧管，长约75cm，一端口径逐渐缩小。 4.3.3燃烧舟，熔结的氧化铝（刚玉）或瓷制的，尺寸应与燃烧管匹配。新的燃烧舟使用之前，须在（1425±25）℃下灼烧1h。 4.3.4压力调节器和流量计。 4.3.5氧气净化系统，由一个装有硫酸（p20=1.84g/mI.)的气体洗涤瓶和一个装满纯碱石棉及无水硫酸钙混合物并被二氧化碳饱和的水吸收瓶组成。 4.3.6气体分散管，由粗糙的熔结多孔玻璃制成。 4.3.7 锥形瓶，容量为500ml。 4.3.8橡皮塞，配备一个金属或耐火材料制成的高温热反射器或挡板。 4.3.9 烘箱，重力对流型，温度可控制在（125士1)℃。 4.4 样品 4.4.1 各类炭黑按对应的规定进行采样 4.4.2 采集的样品需置于密闭的样品容器中，并使样品在试验之前达到室温。 4.5 试验步骤 4.5.1按GB/T3780.8的规定方法干燥适量炭黑试样。称取约1g的干燥样品，精确至0.1mg，移人燃烧舟中。 4.5.2往锥形瓶中注人约三分之一容积的盐酸溶液，加入2mI.的淀粉溶液，在搅拌下，滴加碘酸钾-碘化钾标准溶液直至刚显蓝色。将气体分散管插入锥形瓶。 4.5.3当燃烧炉的温度稳定在1425℃，且氧气流量达到1000mL/min时，将装有炭黑的燃烧舟放人燃烧管的加热区域，立刻用橡皮塞塞紧燃烧管，使燃烧放出的气体通过气体分散管进入吸收液，用碘酸钾-碘化钾标准溶液滴定至刚好显现蓝色并保持蓝色。停止滴加碘酸钾-碘化钾标准溶液，继续通气鼓泡3min，如吸收液仍保持蓝色，即达到了终点。 4.5.4在每批炭黑试样测定前，燃烧系统应于炉温（1425土25）℃下，通氧气净化30min。 4.6 试验数据处理 4.6.1炭黑试样总硫含量ws以硫的质量分数计，数值以%表示，用式（2)计算。
V
ws=20Xm
.(2)
式中： V滴定所消耗的碘酸钾-碘化钾标准溶液体积的数值，单位为毫升（mL）；
3 GB/T3780.14—2019
m 试样的质量的数值，单位为克（g）。 4.6.2计算结果表示到小数点后两位。如有多次测量结果，取其平均值，按GB/T8170的规定进行数值修约。
5C法—自动分析仪法
5.1原理
称取适量的试样置于仪器内，试样中的硫组分在氧气流中燃烧后完全转化成二氧化硫。二氧化硫
可用以下三种方法进行测定：
a) 过氧化氢测试法：用过氧化氢吸收二氧化硫，生成硫酸，然后用标准碱溶液滴定，计算硫含量； b) 碘溶液测试法：用标准碘溶液吸收二氧化硫，生成碘化物，然后用极化双铂电极系统测量生成
的碘化物，计算硫含量； c) ）二氧化硫测试法：二氧化硫全部通过红外吸收测试仪并使用二氧化硫标准曲线测定，计算硫含量。
5.2 试剂和材料
除非另有规定，仅使用分析纯试剂。 5.2.1氧气，应符合所使用设备的规定。 5.2.2其他试剂，应符合所使用设备的规定。本方法所用试剂，应满足原理中所列三种方法a）、b）、c）的要求。不同的仪器将导致所使用的试剂可能不同，应当使用仪器制造商所规定的试剂。 5.3 仪器设备 5.3.1 自动分析仪，应满足以下功能要求：
a） 在方法a)中，要用滴定法检测吸收液中是否存在氯化物，若存在则应对酸度进行校正，即用总
酸度减去氯离子转化为盐酸的量。
b) 方法b)和方法c)中，硫含量检测系统应不受干扰，并且该检测系统应用一组不同含量的硫标
样获得理想线性关系。 三种检测方法系统应适当包括非线性响应评价的处理方式，使非线性响应可以准确地对应出相应的浓度。该方式可由仪器或通过计算机系统进行处理。
c)
d) 除了这些硫含量直接输出系统外，仪器还应包括一个适当的检测响应器读出装置。 e) 应满足将样品所含的硫完全转化成二氧化硫的条件。影响完全转化的因素包括使用的氧化
剂、温度、时间等。
5.4样品 5.4.1 各类炭黑按对应的规定进行采样。 5.4.2 采集的样品需置于密闭的样品容器中，并使样品在试验之前达到室温。 5.5 试验步骤 5.5.1 仪器准备：
a） 按照说明书组装仪器。 b) 响应漂移的调整：按仪器说明书要求称量并分析合适的硫标准物质。重复该步骤，按仪器说明
书的说明调整仪器的响应，直到消除漂移。
5.5.2仪器校准：
a) 按规定选择已知硫含量在所测试样的范围内的校准试剂和材料。建议每个硫浓度范围至少用
3个校准试剂加以确定。也可用其中2个校准试剂确定硫含量范围，并使第3个校准试剂硫