紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別瀝青的方法
2023-09-11 12:11:00 1
紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別瀝青的方法
【專利摘要】本發明公開了紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別瀝青的方法，其過程是：1)用紅外色譜分別測定標樣、待測樣的紅外光譜圖；2)用凝膠滲透色譜分別測定標樣、待測樣的分子組成和分子量及其分布的差異；採用譜圖配比法和重複性限法評價所測得的待測樣和標樣的分子組成和分子量及其分布的差異，得出瀝青指紋識別結果。本發明得到的瀝青指紋特徵明顯，有非常高的代表性和可靠性；比對標樣與待檢樣品的瀝青指紋紅外色譜數據和凝膠滲透色譜數據，可以實現各種瀝青如石油瀝青、煤瀝青、天然瀝青(巖瀝青、湖瀝青)的種類鑑別和產品鑑定，SBS改性瀝青含量檢測。
【專利說明】 紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別瀝青的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於一種浙青指紋鑑別方法，具體是紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法。
【背景技術】
[0002]目前浙青主要研究方法是宏觀指標和微觀指標分析法。宏觀指標如現行浙青技術標準中採用軟化點、針入度等常規實驗；微觀結構分析主要從官能團、分子量以及分子量分布等進行分析。有研究表明，有些浙青雖然軟化點和軟化點的變化基本相同，但耐久性卻相差很大。因此僅根據浙青的一些常規指標來分析浙青的使用性能及其衰變特性已經不能滿足當前的生產和科研要求。並且由於目前改性劑等的加入，常規性質分析已經不能滿足浙青性能的研究了，所以需要引入一些如紅外光譜、凝膠色譜、元素分析等化學微觀表徵手段來研究浙青微觀性質的變化。
[0003]郝增恆，張肖寧等把常規試驗、DSR及GPC、IR微觀分析進行結合，分析了不同老化狀態下的改性浙青，結果表明:築式浙青混凝土存在明顯的超熱老化現象，老化後羰基吸收峰明顯增強，SBS分子斷鏈明顯。陳華鑫，王秉綱通過3種不同基質浙青的組分分析和不同老化狀態下浙青的常規試驗、SHRP試驗結果比較，結合FTIR(Fourier TransformInfrared)紅外光譜試驗結果,分析了不同老化狀態下基質浙青的老化特性和機理。孫貓等
[5]通過掃描電子顯微鏡、紅外光譜、凝膠色譜和差示掃描量熱等微觀測試手段，觀察分析了納米改性浙青的微觀結構特徵和分子量、聚集態轉變時的吸熱量等材料屬性，從微觀的角度詳細闡述了浙青的改性機理，與宏觀性能對比，體現出微觀改性機理和宏觀路用性能的一致性。雖然以前的研究者對浙青及改性浙青的微觀結構進行了表徵和分析，但較少把各種微觀表徵結果進行對照、比較，特別缺少一些定量指標，這樣無法把微觀分析和宏觀分析有效結合起來。因而，開發一種浙青指紋鑑別方法是當前形勢下浙青質量控制領域的迫切需要。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種操作簡單、分析準確的浙青指紋鑑別方法，具體是紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法。
[0005]本發明解決上述技術問題的技術方案如下。
[0006]紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法，具體操作步驟如下:
[0007]1.測定標樣的紅外光譜圖和凝膠滲透光譜圖:
[0008]I)將乾淨的玻璃片放入紅外光譜儀中，測出的譜圖作為背景。
[0009]2)紅外光譜分析標樣的方法採用塗膜法，將浙青標樣塗抹在玻璃片上，然後放入Vector 33紅外光譜儀器(德國Bruker公司)，進行測試，解析度為4CHT1，掃描次數32次，測試範圍 4000CHT1 ?400CHT1。
[0010]3)將步驟2)中得到的譜圖扣除步驟I)中得到的譜圖即可得到浙青標樣的紅外光譜圖。
[0011]4)測定標樣的凝膠滲透光譜圖:
[0012]稱取浙青標樣10mg，使用四氫呋喃為溶劑，浙青標樣需全部溶解，溶液中無不溶物；
[0013]凝膠滲透色譜對浙青標樣溶液進樣，待譜圖穩定時，開始採集譜圖。
[0014]2.測定待測樣品的紅外光譜圖:
[0015]I)將乾淨的玻璃片放入紅外光譜儀中，測出的譜圖作為背景。
[0016]2)紅外光譜分析待測樣製備方法採用塗膜法進行。將浙青待測樣塗抹在玻璃片上，然後放入Vector 33紅外光譜儀器(德國Bruker公司)，進行測試，解析度為4CHT1，掃描次數32次，測試範圍4000CHT1?400CHT1。
[0017]3)將步驟2)中得到的譜圖扣除步驟I)中得到的譜圖即可得到浙青待測樣的紅外光譜圖。
[0018]4)測定待測樣的凝膠滲透光譜圖:
[0019]稱取浙青待測樣10mg，使用四氫呋喃為溶劑，浙青標樣需全部溶解，溶液中無不溶物；
[0020]凝膠滲透色譜對浙青待測樣溶液進樣，待譜圖穩定時，開始採集譜圖。
[0021]3.將標樣在凝膠滲透色譜中檢測，測定標樣的分子組成和分子量及其分布的差巳升；
[0022]4.將待測樣在凝膠滲透色譜中檢測，測定待測樣的分子組成和分子量及其分布的差異。
[0023]採用譜圖配比法和重複性限法評價所測得的待測樣和標樣的分子組成和分子量及其分布的差異，得出浙青指紋識別結果。
[0024]上述標樣和待測樣品在紅外色譜儀中檢測時最好採用玻璃塗片方法，不採用溴化鉀壓片法，測試範圍4000CHT1?400CHT1。
[0025]上述標樣和待測樣品在凝膠滲透色譜中檢測中採用的浙青溶劑一般為甲苯、四甲基吡咯烷酮、四氫呋喃和乙腈中的一種。
[0026]上述步驟1、步驟2的紅外光譜圖中選取的關鍵峰為羰基(legscnT1)，亞碸基(1030cm-1)、飽和 C-H(1455cm_1)和 C-0(1163cm_1)。
[0027]上述步驟3、步驟4的標樣和待測樣品的分子量分別計算數均和重均分子量。
[0028]本發明的優點如下:
[0029]I)本發明提供了簡單、直接分析浙青分子組成的方法。
[0030]2)本發明的核心是建立了一個標準化的操作方法，從而獲得高質量的譜圖，保證了譜圖的準確性和再現性。
[0031]3)本發明利用紅外光譜和凝膠滲透色譜的特性，從分子層次識別不同的浙青。
[0032]4)應用本發明的技術，可以對石油浙青、煤浙青、天然浙青、混合浙青進行分析，以及SBS改性浙青含量測檢測。
[0033]5)本發明具有迅速、準確的特點，而且測試樣品量少，大約1mg即可。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1是SK韓國AH-70#紅外光譜圖。
[0035]圖2是待測樣品紅外光譜圖待測樣品紅外光譜圖。
[0036]圖3是SK韓國AH-70#的凝膠滲透色譜曲線。
[0037]圖4是待測樣品的凝膠滲透色譜曲線。
[0038]圖5是不同摻量SBS浙青樣品(:-0(11630^1)峰面積的標準曲線。
[0039]圖6是不同摻量SBS浙青樣品Mw/Mn之比的標準曲線。
【具體實施方式】
[0040]本發明以利用紅外光譜和凝膠滲透色譜聯合使用技術為主要分析手段，檢測浙青中特徵峰和浙青的重均分子量和數均分子量。同時選取數據進行定性和半定量分析，並採用重複性限法和譜圖配比法評價待測樣品和浙青標樣的差異，從而得出鑑別結果。
[0041]本發明所指的浙青「指紋」信息是指浙青中含有硫和氧等極性雜原子的特徵峰。不同地區原油差異很大，由不同的原油生產的浙青的極性化合物組成存在很大的差異，本發明利用利用紅外光譜和凝膠滲透色譜聯合使用技術檢測得到了極性化合物的分子指紋特徵信息，包括分子量及其分布、極性化合物類型及其相對含量等具體的特徵信息。通過對比浙青中極性化合物的分子組成特徵的差異，從而實現不同浙青的鑑別以及SBS改性浙青含量測檢測。
[0042]本發明能夠準確判斷道路浙青的種類、品質並控制其質量，對道路浙青材料的質量進行有效監管，具有良好的社會、經濟效益。
[0043]下面結合圖標和實例對本發明作進一步說明。
[0044]實施例1
[0045]一種石油浙青的鑑別
[0046]一、使用儀器
[0047]紅外光譜分析採用的是Vector 33 (德國Bruker公司)，採用Waters510型GPC儀測試浙青分子量，試驗以PS為標樣，THF為溶劑。
[0048]二、具體實驗流程。
[0049]I)將乾淨的玻璃片放入紅外光譜儀中，測出的譜圖作為背景。
[0050]2)紅外光譜分析樣品製備方法採用塗膜法進行。將浙青樣品塗抹在玻璃片上，然後放入Vector 33紅外光譜儀器(德國Bruker公司)，進行測試，解析度為4CHT1，掃描次數32 次，測試範圍 4000CHT1 ?400CHT1。
[0051]3)將2)中得到的譜圖扣除I)中得到的譜圖即可得到浙青樣品的紅外光譜圖。
[0052]4)稱取浙青標樣10mg，使用四氫呋喃為溶劑，浙青標樣需全部溶解，溶液中無不溶物。
[0053]5)凝膠滲透色譜對浙青標樣溶液進樣，待譜圖穩定時，開始採集譜圖。
[0054]6)對檢測樣品做同一工序處理
[0055]三、數據分析處理及其結果
[0056]I)篩選標樣和待檢樣品掃描的5組數據，如有離異譜圖，排除該譜圖，然後選取兩組數據進行後續分析。
[0057]2)選取標樣和待檢樣品紅外光譜譜圖數據，找到關鍵峰羰基(legscnT1)，亞碸基(1030cm_1)、飽和(ΜΚΗ455cm-1)和00(11630^1)，如圖1和圖2所示，並找出其關鍵峰的位置，如表1和表2所示，計算其各自的峰面積，如表3所示。
[0058]表1 SK韓國AH-70#紅外光譜分析表
[0059]
【權利要求】
1.紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法，其特徵在於，具體操作步驟如下: 1)測定標樣的紅外光譜圖和凝膠滲透光譜圖: 1.1)將乾淨的玻璃片放入紅外光譜儀中，測出的譜圖作為背景； 1.2)紅外光譜分析標樣的方法採用塗膜法，將浙青標樣塗抹在玻璃片上，然後放入Vector 33紅外光譜儀器,進行測試,解析度為4CHT1，掃描次數32次，測試範圍4000CHT1?400cm_1 ； 1.3)將步驟1.2)中得到的譜圖扣除步驟1.1)中得到的譜圖即可得到浙青標樣的紅外光譜圖； 1.4)測定標樣的凝膠滲透光譜圖: 稱取浙青標樣10mg，使用四氫呋喃為溶劑，浙青標樣需全部溶解，溶液中無不溶物； 凝膠滲透色譜對浙青標樣溶液進樣，待譜圖穩定時，開始採集譜圖； 2)測定待測樣品的紅外光譜圖: 2.1)將乾淨的玻璃片放入紅外光譜儀中，測出的譜圖作為背景； 2.2)紅外光譜分析待測樣製備方法採用塗膜法進行。將浙青待測樣塗抹在玻璃片上，然後放入Vector 33紅外光譜儀器，進行測試，解析度為4CHT1，掃描次數32次，測試範圍4000cm 1 ?400cm 1 ； 2.3)將步驟2.2)中得到的譜圖扣除步驟2.1)中得到的譜圖即可得到浙青待測樣的紅外光譜圖； 2.4)測定待測樣的凝膠滲透光譜圖: 稱取浙青待測樣10mg，使用四氫呋喃為溶劑，浙青標樣需全部溶解，溶液中無不溶物； 凝膠滲透色譜對浙青待測樣溶液進樣，待譜圖穩定時，開始採集譜圖； 3)將標樣在凝膠滲透色譜中檢測，測定標樣的分子組成和分子量及其分布的差異； 4)將待測樣在凝膠滲透色譜中檢測，測定待測樣的分子組成和分子量及其分布的差巳升； 採用譜圖配比法和重複性限法評價所測得的待測樣和標樣的分子組成和分子量及其分布的差異，得出浙青指紋識別結果。
2.根據權利要求1所述的紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法，其特徵在於，所述標樣和待測樣品在紅外色譜儀中檢測時最好採用玻璃塗片方法，不採用溴化鉀壓片法，測試範圍4000CHT1?400CHT1。
3.根據權利要求1所述的紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法，其特徵在於，所述標樣和待測樣品在凝膠滲透色譜中檢測中採用的浙青溶劑一般為甲苯、四甲基吡咯烷酮、四氫呋喃和乙腈中的一種。
4.根據權利要求1所述的紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法，其特徵在於，所述步驟I)、步驟2)的紅外光譜圖中選取的關鍵峰為羰基(iegscnr1)，亞碸基(1030cm-1)、飽和 C-H(1455cm_1)和 C-0(1163cm_1)。
5.根據權利要求1所述的紅外色譜和凝膠滲透色譜聯合分析鑑別浙青的方法，其特徵在於，所述步驟3)、步驟4)的標樣和待測樣品的分子量分別計算數均和重均分子量。
【文檔編號】G01N21/25GK104198429SQ201410465982
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】李晶 申請人:廣西大學