塑膠跑道--三元乙丙橡膠顆粒成分分析

檢測(cè)原理

三元乙丙橡膠(EPDM)顆粒作為塑膠跑道的核心材料，其成分分析主要基于傅里葉變換紅外光譜（FTIR）技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)測(cè)定分子振動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的特征吸收峰，實(shí)現(xiàn)對(duì)橡膠分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的定性鑒別。EPDM的特征峰主要集中在以下區(qū)域：

2960 cm?1(C-H伸縮振動(dòng)，甲基特征峰)

2920 cm?1(C-H伸縮振動(dòng)，亞甲基特征峰)

1460 cm?1(C-H彎曲振動(dòng)，甲基/亞甲基特征峰)

1375 cm?1(C-H對(duì)稱彎曲振動(dòng)，甲基特征峰)

830 cm?1(C-C雙鍵伸縮振動(dòng)，乙烯基特征峰)

通過(guò)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)(如Sadtler紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù))，可精準(zhǔn)區(qū)分EPDM與天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)等其他彈性體材料，避免因原料混淆導(dǎo)致的性能偏差。

技術(shù)參數(shù)

EPDM顆粒成分分析的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)需滿足以下要求：

注：采用ATR法時(shí)，樣品無(wú)需前處理，可直接測(cè)定顆粒表面成分;溴hua鉀壓片法則適用于粉末狀樣品的深度分析，兩種方法結(jié)合可提高結(jié)果準(zhǔn)確性。

標(biāo)準(zhǔn)要求

EPDM橡膠顆粒的成分分析需嚴(yán)格遵循以下標(biāo)準(zhǔn)：

GB 36246-2018《中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地》

明確規(guī)定EPDM顆粒中乙丙橡膠單體殘留量≤0.1%，禁用再生膠原料。

紅外光譜鑒別需與標(biāo)準(zhǔn)EPDM譜圖匹配度≥90%，避免摻入苯乙烯類彈性體。

GB/T 7764-2017《橡膠鑒定 紅外光譜法》

規(guī)范樣品制備、光譜采集及譜圖解析流程，要求特征峰位置偏差≤5 cm?1。

ASTM D3677-18《橡膠制品化學(xué)分析標(biāo)準(zhǔn)指南》

推薦采用熱重分析法(TGA)輔助驗(yàn)證，EPDM在300–500℃區(qū)間的失重率應(yīng)符合純膠特性(典型值60%–70%)。

實(shí)際應(yīng)用案例

案例1：某校園跑道異味投訴檢測(cè)

背景：2023年某小學(xué)塑膠跑道鋪設(shè)后出現(xiàn)刺激性氣味，懷疑EPDM顆粒摻雜劣質(zhì)再生膠。

檢測(cè)過(guò)程：

采集跑道表面EPDM顆粒樣品，采用ATR-FTIR直接測(cè)定。

光譜顯示1600 cm?1處出現(xiàn)苯環(huán)特征峰(再生膠中殘留的苯乙烯成分)，與標(biāo)準(zhǔn)EPDM譜圖匹配度僅68%。

進(jìn)一步通過(guò)熱重分析發(fā)現(xiàn)，樣品在200℃出現(xiàn)異常失重峰(再生膠中增塑劑揮發(fā))，確認(rèn)摻入15%以上再生膠。

處理結(jié)果：施工方按要求更換全部EPDM顆粒，復(fù)檢后異味消除，符合GB 36246-2018標(biāo)準(zhǔn)。

案例2：國(guó)際賽事場(chǎng)地材料驗(yàn)收

背景：2024年某全運(yùn)會(huì)場(chǎng)館采用進(jìn)口EPDM顆粒，需驗(yàn)證其成分是否符合國(guó)際田聯(lián)(World Athletics)要求。

檢測(cè)重點(diǎn)：

通過(guò)顯微紅外光譜對(duì)顆粒截面進(jìn)行層狀分析，確認(rèn)無(wú)表層改性掩蓋劣質(zhì)基材。

特征峰強(qiáng)度比(如830 cm?1/1460 cm?1)與純EPDM標(biāo)準(zhǔn)品偏差≤5%，判定為合格。

應(yīng)用價(jià)值：確保跑道彈性、耐候性達(dá)標(biāo)，避免因材料問(wèn)題影響運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮。

關(guān)鍵檢測(cè)要點(diǎn)

樣品代表性：需從跑道不同區(qū)域(起跑區(qū)、彎道、終點(diǎn)線)采集至少5份平行樣品，每份不少于50g，避免局部材料不均導(dǎo)致誤判。

干擾排除：若顆粒表面存在涂層或污染物，需用無(wú)水乙醇超聲清洗(300W，5分鐘)后干燥測(cè)定，消除有機(jī)物干擾。

數(shù)據(jù)溯源：檢測(cè)報(bào)告需附原始光譜圖及標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)比，關(guān)鍵峰位置標(biāo)注誤差范圍，確保結(jié)果可追溯。

通過(guò)嚴(yán)格的成分分析，可有效杜絕“毒pao道"隱患，保障運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的安全性與耐久性。