文章主要内容

       北京林业大学吕兆林教授团队，将多种色谱技术相结合，实现了对丁腈橡胶材料中挥发性化合物的高灵敏度、高分辨率定性及定量表征，同时结合分子感官评价技术，筛查出丁腈橡胶中的关键异味物质，揭示了异味物质的化学本质，为溯源及消减丁腈橡胶气味、优化生产工艺和提升丁腈橡胶质量提供了理论支持和数据支撑。团队建立的多手段联合解析异味化合物的方法，实现了复杂挥发物的全面筛查与关键异味物质的精准定量，为橡塑材料异味化合物的研究提供了新思路。

文章背景

       丁腈橡胶因其优异的耐油、耐磨性能，广泛应用于汽车、航空、医疗及食品接触等领域。但随着应用场景不断拓展，其挥发性化合物引发的气味问题日益凸显，不仅影响使用体验，部分有害挥发物还会危害人体健康。目前，橡胶气味的研究多局限于单一检测技术，存在成分覆盖不全、气味贡献物质不明确等技术问题，因此亟需开发高效、全面的研究手段，进而精准溯源异味成因，为后续生产低气味、无污染、绿色环保丁腈橡胶提供技术支持。

文章概述

       本研究采用一维气相色谱质谱技术(SPME-GC-MS)和全二维气相色谱-飞行时间质谱联用技术(SPME-GC×GC-TOF/MS)联合解析不同丙烯腈含量的丁腈橡胶挥发性成分，筛查其中异味化合物。SPME-GC-MS 技术可初步表征丁腈橡胶挥发性化合物并对其精准定量(图1)。

图1 SPME-GC/MS技术检测丁腈橡胶样品总离子流图

        借助SPME-GC×GC-TOF/MS技术的高峰容量和高分辨率优势可完成对复杂挥发性组分的全面筛查(图2)。

图2 SPME-GC×GC-TOF/MS技术检测丁腈橡胶样品色谱图

在丁腈橡胶样品A中共检测出232种化合物，两种技术同时检测到的挥发性化合物有9种；丁腈橡胶样品B中共检测出149种化合物，两种技术同时检测到8种挥发性化合物(图3)。  

图3 (a) 丁腈橡胶样品A和 (b) 丁腈橡胶样品B两种技术检测挥发性化合物韦恩图

将上述研究结果与分子感官评价技术结合确定丁腈橡胶样品中的异味化合物，描述其气味特征、筛选关键异味物质，绘制的丁腈橡胶气味雷达图见图4。

图4 丁腈橡胶样品气味雷达图

识别并精确测定橡塑材料中的异味化合物这个技术难题一直困扰着中国石油，吕兆林教授研究团队围绕上述科研问题，与中国石油开展长期研究合作，分别与中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、兰州石化等单位完成多个科研项目。团队创新性地提出了橡塑材料异味物质筛查研究思路，建立了高灵敏度、高分辨率的橡塑材料挥发物检测方法与特征异味化合物筛查方案，揭示其异味物质化学本质与形成机理。研究成果已成功应用于橡塑材料气味消减工业生产中。

本文发表在《高分子学报》2026年第3期。论文第一作者为北京林业大学研究生翁文谨，通信联系人为北京林业大学吕兆林教授。欢迎大家阅读！

引用本文

翁文谨, 胡鑫涛, 胡玮, 高艳, 吕兆林. 多种色谱质谱技术联合解析丁腈橡胶挥发性化合物. 高分子学报, 2026, 57(3), 828-838.Weng W. J.; Hu, X. T.; Hu, W.; Gao, Y.; Lv, Z. L. Joint analysis of volatile compounds in nitrile rubber by multiple chromatographic-mass spectrometry techniques.Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026, 57(3), 828-838.