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二烯类橡胶如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)主要应用于轮胎,其在存储的过程中会散发出有毒和有气味的挥发性有机化合物(VOCs),这些化合物会污染空气并危害人的身体健康。本课题基于超声辅助溶剂萃取(UASE)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,从原材料检测到加工反应两条线路追溯了二烯类橡胶复合材料中VOCs的来源;基于顶空技术(HS)分析了硫化胶中的恶臭物质。主要研究内容如下:首先探究了不同前处理方法对检测结果的影响。HS法仅对低沸点物质具有良好的检测效果,挥发量对其影响很大,因此难以分析广泛的挥发物,相比之下,UASE更适用于硫化胶的VOCs分析。研究了 NR、SBR、BR、改性酚醛树脂等主要原材料的VOCs成分,其中,NR中的VOCs种类分布较广,非橡胶烃组分的降解可能对整体VOCs及气味贡献较大,从中鉴定出了 VFAs(乙酸)、芳香族化合物(苯乙烯、苯酚、苯并噻唑)等物质。相比NR,SBR和BR中VOCs成分较简单、气味也较弱,主要为聚合单体与聚合反应的添加剂,如:SBR中的苯乙烯、辛硫醇;BR中的辛硫醇。三种增粘用改性酚醛树脂VOCs均主要由烯烃类物质如2,4,4-三甲基-1-戊烯和2,2,4,6,6-五甲基-3-庚烯构成,其中,在SL1801与R751 OH中还检测出苯酚类物质,而T5600中VOCs的种类最少且未发现酚类物质的挥发,其TVOCs含量也最低,推荐使用。其次通过对完整配方的拆分并结合原材料的分析结果发现,硫化胶中的VOCs主要为硫化过程中助剂的反应产物。其中,二环己胺的挥发量最大,约占TVOCs的65.44%,其来源于促进剂DZ的热分解,其次,来源于增粘树脂的2,2,4,6,6-五甲基-3-庚烯及其异构体约占11.60%,除此之外,还存在酮类和少量芳烃类物质。由于表面丰富的活性基团与特定VOCs的相互作用导致填料对VOCs具有明显的吸附效果,炭黑与白炭黑的引入均可明显降低硫化胶中二环己胺的含量,其中炭黑对含苯环结构的物质也具有良好的吸附效果。最后通过顶空孵化80℃×2h对硫化胶的气味成分进行了研究。其中,探究了气相色谱柱对检测结果的影响,HP-INNOWAX更适用于硫化胶的顶空分析。在硫化胶众多气味成分中,酸类(如乙酸、庚酸)、酚类物质(如苯酚)和苯并噻唑的嗅阈值普遍在10-3mg/m3以下且均具有恶臭的气味;胺类物质(如叔丁胺、苯胺、二环己胺)嗅阈值较高但挥发量较大且具有令人难以忍受的胺臭味,因此,以上可能是构成硫化胶气味的主要物质。