[發明專利]一種測定復合絕緣子硅橡膠中硅氧烷小分子的方法

有效

• 申請號: 201410276126.1
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104111288A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 彭向陽;許志海;徐曉剛;王銳;方鵬飛;王建國;汪政
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及一種測定復合絕緣子硅橡膠中硅氧烷小分子的方法，尤其是涉及一種氣相色譜-質譜聯用測定復合絕緣子中硅橡膠硅氧烷小分子種類及含量的方法。

背景技術

高溫硫化硅橡膠復合絕緣子是新一代的絕緣子，具有十分優良的抗老化性、憎水性、阻燃性和憎水恢復性。復合絕緣子上世紀70年代開始在電力系統中大規模應用，它由玻璃纖維環氧樹脂引拔棒、傘裙、金具、粘接層等部分組成，其中傘裙屬于外絕緣部分，可以保護芯棒免受外界環境的侵蝕，傘裙使用的是硅橡膠材料。因此與傳統的無機材料絕緣子相比有著自身獨特的優點，其中最突出就是憎水恢復性，該特性大大提升了復合絕緣子的工程應用價值。然而在實際運行中，由于紫外輻照、漏電起痕、酸堿環境等因素的影響，導致復合絕緣子老化后喪失憎水性和憎水恢復性。從而發生絕緣子掉串事故，影響電力系統的正常運行，給生產生活造成巨大的經濟損失。

目前，對復合絕緣子的性能評估，停留在測比重的階段。該方法對測試者的經驗要求很高，而且誤差較大。經文獻檢索，至今國內外沒有一種科學的測定方法。若能找到一種復合絕緣子硅橡膠性能的定量評估方法，則對于生產生活會具有重要意義。

氣相色譜儀式是指用氣體作為流動相的色譜儀，根據分析物的沸點、極性及吸附性的差異將其分離，其具有分析靈敏度高、應用范圍廣等優點。但是在結構分析上卻不夠精確。質譜儀是在高真空系統中，用高能粒子將物質離子化，再將粒子送入磁場，并按照離子的荷質比將其分離，然后測定各種離子的強度，并最終得到物質的豐富的結構信息。

氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)結合了氣相色譜(GC)高效的分離能力和質譜儀(MS)分析結構的優點。廣泛應用于石油化工、臨床化學、環境監測和中藥成分分析等領域。氣相色譜-質譜的電子轟擊質譜能后提供物質結構的豐富信息，且多年來積累了大量的標準物質的質譜數據，為自動化分析提供了可能。對于揮發性的小分子及半揮發性小分子化合物，氣相色譜-質譜聯用儀是分析的利器。

硅橡膠復合絕緣子在煉制的過程中，生膠中乙烯基的含量決定了成品中會有一些沒有交聯的硅氧烷小分子。在現有的理論中，小分子遷移在硅橡膠憎水恢復過程中起到了關鍵作用。通過抽提用正己烷小分子溶解，用氣相色譜-質譜聯用分析抽提液，可以得到小分子種類及相對含量信息，為評估硅橡膠的憎水恢復性提供強有力的數據支撐，且該方法操作簡便，相對誤差小，具有現實應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是提供一種測定復合絕緣子硅橡膠中硅氧烷小分子的方法，該方法快速、準確、易操作且相對誤差小，具有現實應用價值。

解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種測定復合絕緣子硅橡膠中硅氧烷小分子的方法，其特征是包括以下步驟：

S1取硅橡膠樣品若干，用無水乙醇清洗樣品的表面污垢，放入真空干燥箱中干燥，干燥設置溫度：65℃，干燥時間5h，干燥結束后稱量；重復以上干燥、稱重步驟，前后兩次質量差百分比在0.15％之內，認為樣品達到恒重，記錄最后稱重質量(m₀)；

S2將干燥后的樣品放入索式抽提器中用正己烷浸泡萃取，抽提后，取出硅橡膠樣品放入真空干燥箱中，設置溫度：65℃，干燥時間24h，干燥后稱重，記錄質量(m₁)，計算硅橡膠樣品的相對失重率(m₁-m₀)/m₀，(具體見圖1)當前后兩次相對失重率的波動范圍在0.001內，認為達到恒重；

S3使用旋轉蒸發儀將抽提后的溶液濃縮至3mL；(樣品的用量沒有上限，不影響后面的測量；樣品越多，濃縮后的溶液越濃，但是各溶質組分的相對含量是固定的，我們測量的就是各小分子溶質的相對含量；這里的3mL可以換成某個范圍，如1-5mL，主要是由操作造成的誤差，不影響后面相對含量的測量。)

S4將濃縮后的溶液在氣相色譜-質譜儀中采用不分流進樣分析，一次進樣量為1μL，得到色譜(GC)圖譜；解析放大色譜(GC)圖譜中的每一個峰得到相應的質譜圖，標出峰位；取某一確定的峰，根據保留時間將峰圖放大，得到其質譜圖；與計算機中已有的NIST08譜圖譜庫經行指紋對比，確定小分子的種類；

S5用GCMS(氣相色譜質譜聯用儀)自帶軟件將色譜(GC)圖譜歸一化，計算得到總的峰面積和每個峰的峰面積，再用每個峰的峰面積除以總的峰面積得到每個峰的相對峰面積，該相對峰面積表征相對含量，得到了每個峰對應小分子的相對含量。

所述的步驟S4中的氣相色譜-質譜的參數如下：