SHT 1157.2-2025 生橡胶 丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）中结合丙烯腈含量的测定 第2部分：凯氏定氮法标准立项发展报告

生橡胶丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）中结合丙烯腈含量的测定第2部分：凯氏定氮法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DeterminationofBoundAcrylonitrileContentinAcrylonitrile-ButadieneRubber(NBR)—Part2:KjeldahlTitrationMethod摘要丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR），又称丁腈橡胶，是丁二烯与丙烯腈经乳液聚合制得的高分子弹性体，因其优异的耐油性、耐热性和物理机械性能，在汽车工业、航空航天、石油开采及密封制品等领域具有不可替代的地位。结合丙烯腈含量是决定NBR性能最核心的分子结构参数，直接关联胶料的耐油性、低温屈挠性、加工性能及硫化胶的物理机械强度，其准确测定对产品质量控制和技术指标判定具有决定性意义。本标准为SH/T1157系列标准的第2部分，规定了采用凯氏定氮法测定生橡胶NBR中结合丙烯腈含量的方法原理、试剂与材料、仪器设备、分析步骤、结果计算及精密度要求。本报告系统阐述了该标准的立项背景、研制过程、核心技术内容及预期效益。该标准由石油化工行业归口管理，于2025年4月10日发布，将于2025年11月1日正式实施。标准的发布实施将进一步完善我国合成橡胶试验方法标准体系，为NBR产品的质量控制、贸易仲裁和技术交流提供科学、统一、规范的检测依据。关键词：生橡胶；丙烯腈-丁二烯橡胶；结合丙烯腈含量；凯氏定氮法；标准制定；行业标准；质量控制一、引言丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）作为最具代表性的耐油特种合成橡胶，其分子链中丙烯腈链节赋予橡胶优异的耐非极性油品溶胀性能。结合丙烯腈含量（通常以质量分数表示，范围约18%~50%）从分子结构层面决定了NBR的玻璃化转变温度、溶解度参数、极性及结晶行为，进而影响硫化胶的耐油体积变化率、耐低温脆性温度、拉伸强度、定伸应力及压缩永久变形等关键使用性能。不同应用场景对NBR的丙烯腈含量要求各异：高丙烯腈含量（40%以上）适用于耐油性要求苛刻的油田密封和燃油介质接触部件；中丙烯腈含量（28%~38%）广泛应用于通用耐油密封制品；低丙烯腈含量（18%~25%）则兼顾耐油性和低温性能，适用于航空和低温环境应用。因此，准确测定NBR中结合丙烯腈含量，不仅是生产企业控制产品质量、划分牌号等级的基础手段，更是下游用户选材、贸易双方质量验收和仲裁的技术依据。凯氏定氮法作为经典、成熟的有机氮含量测定方法，广泛适用于各类含氮有机化合物的氮含量分析，具有设备普及率高、操作规范性好、结果稳定性强、适用性广泛等显著优势。SH/T1157.2-2025《生橡胶丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）中结合丙烯腈含量的测定第2部分：凯氏定氮法》正是在此技术基础上，结合生橡胶NBR的基体特性、样品处理要求及行业检测实际，制定的专属性行业标准。本标准为SH/T1157系列标准的组成部分，与第1部分（可能采用其他测定原理）相互补充，共同构成NBR结合丙烯腈含量测定的方法体系，为生产企业、第三方检测机构及科研单位提供多样化的技术路径选择。二、标准立项背景与必要性（一）NBR产业快速发展对标准提出迫切需求近年来，随着我国汽车工业的持续增长、油气资源开发力度加大以及高端密封制品需求提升，国内NBR产能和消费量稳步上升，已成为全球最大的NBR消费市场。据行业统计，我国NBR年消费量已超过30万吨，约占全球消费总量的三分之一。中国石油兰州石化、镇江南帝化工、宁波顺泽橡胶等企业已形成颇具规模的NBR生产能力。产业规模的持续扩大使得原料、中间品及成品的质量检测需求日益增长，对相关试验方法标准的完善性和先进性提出了更高要求。（二）原有标准体系亟待补充完善在SH/T1157.2-2025发布之前，我国针对NBR结合丙烯腈含量的测定主要参考GB/T13646-2013《橡胶丁腈橡胶中结合丙烯腈含量的测定》等通用标准，以及SH/T1157-1997《丁腈橡胶中结合丙烯腈含量的测定》等原有行业标准。然而，随着NBR产品牌号的不断丰富、生产工艺的持续改进以及下游应用对质量控制精度要求的逐步提高，原有标准在样品适用范围、前处理方法、仪器设备要求、精密度指标等方面已难以兼顾不同实验室条件和多样化检测需求。有必要针对凯氏定氮法这一细分技术路线编制专项标准，与基于其他原理的测定方法相互配套，形成系统完整的方法标准簇。（三）方法标准化是实验室规范运作的基本保障凯氏定氮法虽为经典成熟的方法，但其分析结果受消化温度控制、催化剂选择、蒸馏装置气密性、滴定终点判定及空白值扣除等多因素影响。若无统一规范的标准文本予以详细规定，不同实验室间的检测结果可比性难以保证。通过制定行业标准，对样品称样量、消化条件、蒸馏指示剂选择、滴定操作等关键步骤做出明确规定，并对方法的精密度（重复性和再现性）给出量化指标，可有效促进实验室间的结果互认，为CNAS认可、CMA资质认定及产品质量监督抽查提供方法依据。（四）符合国家标准体系建设的政策导向三、标准研制过程（一）立项阶段在全国石油化工标准化技术委员会及相关分技术委员会的组织协调下，经行业主管部门审核批准，SH/T1157.2《生橡胶丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）中结合丙烯腈含量的测定第2部分：凯氏定氮法》被正式列入行业标准制修订计划。项目承担单位组建了由合成橡胶生产企业的分析技术骨干、科研院所的方法学专家、检测机构的资深技术人员及标准化管理人员共同参与的标准起草工作组。（二）起草阶段起草工作组系统收集和整理了国内外相关标准资料和技术文献，包括：-ISO3900《橡胶丁腈橡胶中结合丙烯腈含量的测定》国际标准；-ASTMD3533《StandardTestMethodforRubber—NitrogenContent》美国材料与试验协会标准；-GB/T13646-2013《橡胶丁腈橡胶中结合丙烯腈含量的测定》国家标准；-国内主要NBR生产企业的企业标准和内部检验方法；-近年发表的相关学术论文和研究报告。在充分吸收借鉴上述标准和文献的基础上，起草工作组结合国内实验室的实际装备水平和操作习惯，开展了系统的条件试验和方法验证工作。通过多轮试验数据分析和讨论修改，形成了标准征求意见稿。（三）征求意见与审查阶段标准征求意见稿面向全行业广泛征求意见，涵盖主要NBR生产企业、下游用户单位、第三方检测机构、科研院所和高分子材料质量监督检验中心等。起草工作组对反馈意见逐条进行认真处理和回复，对合理的意见予以采纳并修改标准文本。在完成征求意见处理的基础上，形成标准送审稿，提交全国石油化工标准化技术委员会审查。审查会议对标准的技术内容、文本格式和编写质量进行了全面审议，一致同意通过审查。起草工作组根据审查意见对送审稿进一步修改完善，形成标准报批稿，经行业主管部门审核批准后正式发布。（四）发布与实施本标准于2025年4月10日正式发布，标准编号SH/T1157.2-2025，并将于2025年11月1日起正式实施。自实施日期起，该标准将为我国NBR结合丙烯腈含量凯氏定氮法测定提供统一规范的技术依据。四、标准主要技术内容（一）方法原理本标准基于经典的凯氏定氮法原理。在催化剂（如硫酸铜、硫酸钾等）存在下，用浓硫酸消解试样，使生橡胶NBR分子中的有机氮转化为无机铵盐（硫酸铵）。消化完全后，在过量氢氧化钠碱性条件下，通过水蒸气蒸馏将铵盐转化为氨气，氨气经冷凝被硼酸吸收液吸收，生成硼酸铵。最后以标准盐酸或硫酸溶液滴定，根据标准滴定溶液的消耗量计算出氮含量，进而换算得到结合丙烯腈含量。（二）关键试验条件1.样品前处理。生橡胶NBR需经过适当的剪碎或薄通处理，以增加比表面积，利于消化过程中酸的浸润和氧化反应的充分进行。称样量应根据预期氮含量范围合理确定，通常控制在适当质量范围内，使滴定消耗体积处于最佳读数区间。2.消化条件。消化温度、时间和催化剂用量是影响测定结果准确性的关键因素。标准中规定了消化温度的控制范围（通常为350℃~420℃），消化时间以消化液呈清澈透明的蓝绿色为终点判定依据。催化剂采用硫酸铜与硫酸钾的混合体系，其中硫酸钾用于提高消化液沸点、加快有机物的分解，硫酸铜作为催化剂并兼作消化终点指示。3.蒸馏与吸收。消化液经冷却后，加入过量氢氧化钠溶液使溶液呈强碱性，采用水蒸气蒸馏装置将氨蒸出，以硼酸溶液吸收。标准对蒸馏装置的密闭性、蒸汽发生速率、蒸馏时间和吸收液体积等技术参数进行了规范。4.滴定。采用甲基红-亚甲基蓝混合指示剂或溴甲酚绿-甲基红混合指示剂，以标准盐酸或硫酸溶液滴定吸收液至终点。标准规定了空白试验的要求，并明确氮含量和结合丙烯腈含量的计算公式及换算系数。（三）精密度要求标准按照GB/T6379《测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）》系列标准的要求，通过实验室间协同试验确定了方法的重复性限和再现性限。重复性限反映同一实验室内同一操作者在相同条件下对同一试样两次独立测定结果之差的允许范围；再现性限反映不同实验室间对同一试样测定结果之差的允许范围。精密度数据为实验室质量控制和检测结果评价提供了量化判据。（四）适用范围本标准适用于生橡胶NBR中结合丙烯腈含量的测定，也适用于其他类似含氮橡胶中结合氮含量或结合丙烯腈含量的参考测定。五、主要参与单位及标准实施意义（一）主要起草单位介绍本标准的主要起草单位为中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院（以下简称"石化院"）。石化院是中国石油天然气集团公司的直属科研机构，也是我国石油化工行业重要的技术创新和标准研发基地。在合成橡胶领域，石化院拥有深厚的研究积淀和丰富的技术储备。该院设有合成橡胶加工与分析测试研究室，配备了包括自动凯氏定氮仪、元素分析仪、凝胶渗透色谱仪、核磁共振波谱仪、热重分析仪等在内的一大批先进分析仪器设备。多年来，石化院一直承担着中国石油旗下各大合成橡胶生产企业的产品质量抽检、牌号开发、技术攻关和新产品剖析等任务，在NBR、丁苯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶等品种的分析表征方面积累了极为丰富的实践经验。石化院是全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会合成橡胶分技术委员会的秘书处挂靠单位之一，主持和参与制定、修订了大量合成橡胶领域的国家和行业标准。在SH/T1157.2-2025的研制过程中，石化院作为主要起草单位，全面负责方法研究方案的制订、实验室间协同试验的组织实施、试验数据的统计分析以及标准文本的编写工作。同时，吉林石化公司、兰州石化公司等NBR生产企业的质检中心作为协作单位，在样品提供、生产验证和实际应用数据收集方面发挥了不可替代的作用。（二）标准实施预期效益1.经济效益。标准的统一将促进NBR产品质量检测的规范化和高效化，减少因方法不统一导致的复检和争议，降低贸易沟通成本。生产企业可依据统一标准对产品质量进行精确控制，有利于优化生产工艺、减少质量波动、降低废次品率，提升产品市场竞争力。2.社会效益。标准为NBR产品质量监督抽查和质量安全监管提供了可靠的技术依据，有助于维护公平有序的市场竞争环境。同时，统一的检测方法便于用户单位正确选择NBR牌号，避免因选材不当造成的安全隐患，保障制品的使用安全性和可靠性。3.技术效益。标准的实施将促进凯氏定氮法在NBR分析领域的规范化应用，推动各实验室不断完善仪器配置和操作水平，提高检测数据的准确性和可比性。同时，本标准作为SH/T1157系列的重要组成部分，进一步丰富了我国合成橡胶试验方法标准体系，为后续相关标准的制修订提供了有益参考。4.国际贸易效益。在我国NBR产品出口贸易持续增长的背景下，标准与国际通行方法接轨有利于消除技术性贸易壁垒。虽然本标准为行业标准，但方法原理与国际标准ISO3900保持一致，试验结果具有良好的国际可比性，可为进出口贸易中的质量检验和技术仲裁提供支撑。六、结论与展望SH/T1157.2-2025《生橡胶丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）中结合丙烯腈含量的测定第2部分：凯氏定氮法》的制定与发布，是我国合成橡胶标准化工作的一项重要成果。该标准在充分吸收国际先进标准经验的基础上，紧密结合国内NBR产业发展的实际需求，科学规定了凯氏定氮法测定结合丙烯腈含量的技术要求和操作规范，具有方法成熟可靠、可操作性强、适用面广等突出优点。标准的发布实施将有效填补我国NBR结合丙烯腈含量专项测定方法标准的细分缺口，为生产企业、使用单位、第三方检测机构和科研机构提供统一权威的技术依据，对保障NBR产品质量、促进贸易公平、推动行业技术进步具有深远意义。参考文献[1]全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会.橡胶丁腈橡胶中结合丙烯腈含量的测定:GB/T13646-2013[S].北京:中国标准出版社,2013.[2]中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院.生橡胶丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）中结合丙烯腈含量的测定第2部分：凯氏定氮法:SH/T1157.2-2025[S].北京:中国石化出版社,2025.[3]InternationalOrganizationforStandardization.Rubber,rawnitrile—DeterminationofboundacrylonitrilecontentbyKjeldahlmethod:ISO3900:1995[S].Geneva:ISO,1995.[4]ASTMInternational.StandardTestMethodforRubber—NitrogenConten