ISO 21561-2:2024

Styrene-butadiene rubber (SBR) — Determination of the microstructure of solution-polymerized SBR — Part 2: Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) with attenuated total reflection (ATR) method

This document specifies procedures for the quantitative determination of the microstructure of the butadiene portion and the content of styrene in solution-polymerized SBR (S-SBR) by Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) with attenuated total reflection (ATR) method. The styrene content is expressed in mass fraction relative to the S-SBR. The contents of three microstructure types, i.e. vinyl, trans and cis, are expressed in mol fraction relative to the butadiene portion in the S-SBR. This method is only applicable to raw rubbers. NOTE 1 Precision as shown in Annex A is not always possible to obtain for S-SBRs containing polystyrene block or styrene content more than 45 %. NOTE 2 Only “vinyl”, “trans” and “cis”, are used in this document. However, the expression of vinyl, trans and cis mean as follows in general: vinyl: vinyl unit, vinyl bond, 1,2-unit, 1,2-bond, 1,2-vinyl-unit or 1,2-vinyl-bond; trans: 1,4-trans unit, 1,4-trans bond, trans-1,4 unit or trans1,4 bond; cis: 1,4-cis unit, 1,4-cis bond, cis-1,4 unit or cis-1,4 bond.

Caoutchouc styrène-butadiène (SBR) — Détermination de la microstructure du SBR polymérisé en solution — Partie 2: Méthode par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) à réflexion totale atténuée (ATR)

Le présent document spécifie les modes opératoires pour la détermination quantitative de la microstructure de la partie butadiène et la teneur en styrène du SBR polymérisé en solution (S-SBR) par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) avec méthode de réflexion totale atténuée (ATR). La teneur en styrène est exprimée en fraction massique par rapport au S-SBR. Les teneurs des trois microstructures types, c'est-à-dire vinyle, trans et cis, sont exprimées en fraction molaire par rapport à la partie butadiène du S-SBR. Cette méthode s'applique uniquement aux caoutchoucs bruts. NOTE 1 La fidélité indiquée à l'Annexe A n'est pas toujours possible à obtenir pour les S-SBR contenant des blocs polystyrènes ou dont la teneur en styrène est supérieure à 45 %. NOTE 2 Seuls les termes «vinyle», «trans» et «cis» sont utilisés dans le présent document. Cependant, les expressions «vinyle», «trans» et «cis» ont généralement la signification suivante: vinyle: unité vinyle, liaison vinyle, unité-1,2, liaison-1,2, unité vinyle-1,2 ou liaison vinyle-1,2; trans: unité trans-1,4, liaison trans-1,4, unité trans-1,4 ou liaison trans-1,4; cis: unité cis-1,4, liaison cis-1,4, unité cis-1,4 ou liaison cis-1,4.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Aug-2024
• ICS: 83.060 - Rubber
• Technical Committee: ISO/TC 45/SC 3 - Raw materials (including latex) for use in the rubber industry
• Drafting Committee: ISO/TC 45/SC 3 - Raw materials (including latex) for use in the rubber industry
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 15-Aug-2024
• Due Date: 29-Aug-2025
• Completion Date: 15-Aug-2024

Relations

• Revises: ISO 21561-2:2016 - Styrene-butadiene rubber (SBR) — Determination of the microstructure of solution-polymerized SBR — Part 2: FTIR with ATR method
• Effective Date: 03-Sep-2022

Overview

ISO 21561-2:2024 defines a standardized FTIR‑ATR (Fourier transform infrared spectrometry with attenuated total reflection) procedure to quantitatively determine the microstructure of the butadiene portion and the styrene content in solution‑polymerized styrene‑butadiene rubber (S‑SBR). Results report styrene as a mass fraction of the S‑SBR and vinyl / trans / cis microstructures as mol fractions relative to the butadiene portion. The method applies to raw rubbers only and includes calibration, sampling and spectrum‑acquisition requirements.

Key topics and technical requirements

• Measurement principle: ATR‑FTIR spectra are used to obtain absorbances characteristic of styrene and each butadiene microstructure; regression formulae convert absorbance ratios into composition.
• Instrumentation and settings:
  • FTIR detector: DTGS or TGS
  • Resolution: 2 cm−1
  • Number of scans: 32
  • Spectral range: 600–1 800 cm−1
  • ATR: single‑bounce diamond crystal, incidence angle 45°, with a pressure clamp to ensure consistent contact
• Sampling and sample prep: prepare test piece per ISO 1795; sample surface must be flat and roughly the size of the ATR crystal.
• Peak measurement points (examples from the standard):
  • Styrene: 695–700 cm−1 (or 720–730 cm−1 when shifted)
  • Styrene (secondary): 755–761 cm−1
  • Cis: commonly at 726 cm−1 when masked by styrene
  • Vinyl: 905–912 cm−1 and 991–996 cm−1
  • Trans: 962–967 cm−1
  • Baseline reference: 1 200 cm−1
• Data processing: baseline correction, calculation of absorbance ratios and second‑order terms, then substitution into the published regression formulae (derived from interlaboratory data) to obtain styrene and microstructure values.
• Controls and limitations:
  • Maintain consistent sample chamber atmosphere to avoid CO2 interference (peaks at ~668 and 723 cm−1).
  • Precision (Annex A) may deteriorate for S‑SBR containing polystyrene blocks or with styrene content >45 %.
• Supplementary material: Annex B (regression acquisition), Annex C (NMR alternative) and precision data in Annex A.

Applications

• Quality control and batch verification of S‑SBR in rubber and tire manufacturing
• Polymer synthesis monitoring and process optimization for solution‑polymerized SBR
• Supplier qualification, acceptance testing and material specification compliance
• R&D and failure analysis where microstructure affects performance (rolling resistance, wear, etc.)

Who should use this standard

• Rubber and tire manufacturers, QC laboratories, polymer chemists, materials characterization labs, and regulatory/standards bodies involved in rubber testing and specification.

Related standards

• ISO 1795 - Rubber, raw natural and raw synthetic - Sampling and preparative procedures
• ISO 1382 - Rubber - Vocabulary
• Other parts of the ISO 21561 series covering complementary methods (e.g., NMR described in Annex C)

Keywords: ISO 21561-2:2024, SBR microstructure, S‑SBR, FTIR ATR method, styrene content, vinyl trans cis, rubber testing, ATR‑FTIR rubber analysis.

Standards Content (Sample)

International
Standard
ISO 21561-2
Second edition
Styrene-butadiene rubber
2024-08
(SBR) — Determination of the
microstructure of solution-
polymerized SBR —
Part 2:
Fourier transform infrared
spectrometry (FTIR) with attenuated
total reflection (ATR) method
Caoutchouc styrène-butadiène (SBR) — Détermination de la
microstructure du SBR polymérisé en solution —
Partie 2: Méthode par spectrométrie infrarouge à transformée de
Fourier (FTIR) à réflexion totale atténuée (RTA)
Reference number
© ISO 2024
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Apparatus . 2
6 Calibration . 2
6.1 FTIR .2
6.2 ATR .2
7 Sampling . 2
8 Procedure for measuring ATR spectrum . . 3
9 Determination of the microstructure of butadiene and the styrene content . 3
9.1 Measurement of the absorbance for each microstructure component .3
9.2 Calculation of microstructures .4
9.2.1 General .4
9.2.2 Base line correction of each absorbance peak .4
9.2.3 Ratio of absorbance .5
9.2.4 Second order terms .5
9.2.5 Styrene content and contents of three microstructure types of butadiene
portion by regression formulae .5
9.2.6 Contents of three microstructure types relative to butadiene portion in the
S-SBR .6
10 Precision . 6
11 Test report . 6
Annex A (informative) Precision results from an interlaboratory test programme . 7
Annex B (informative) Acquisition of regression formulae for microstructure .10
Annex C (informative) Determination of microstructure by NMR spectrometry .12
Bibliography .15

iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 3, Raw materials (including latex) for use in the rubber industry.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 21561-2:2016), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— Clause 3 has been added;
— the units of styrene content and microstructure content of butadiene have been changed to SI units;
— the conditions of FTIR spectrum have been moved to 8.1;
— a description of regression formulae has been added in 9.2.5 and 9.2.6;
— in Table A.1, one cell has been replaced by the correct value;
— in C.3.1, the measurement conditions for C-NMR have been corrected.
A list of all parts in the ISO 21561 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.

iv
International Standard ISO 21561-2:2024(en)
Styrene-butadiene rubber (SBR) — Determination of the
microstructure of solution-polymerized SBR —
Part 2:
Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) with
attenuated total reflection (ATR) method
WARNING 1 — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice. This
document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its use. It is
the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to determine
the applicability of any other restrictions.
WARNING 2 — Certain procedures specified in this document can involve the use or generation of
substances, or the generation of waste, that can constitute a local environmental hazard. Reference
should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal after use.
1 Scope
This document specifies procedures for the quantitative determination of the microstructure of the
butadiene portion and the content of styrene in solution-polymerized SBR (S-SBR) by Fourier transform
infrared spectrometry (FTIR) with attenuated total reflection (ATR) method. The styrene content is
expressed in mass fraction relative to the S-SBR. The contents of three microstructure types, i.e. vinyl, trans
and cis, are expressed in mol fraction relative to the butadiene portion in the S-SBR. This method is only
applicable to raw rubbers.
NOTE 1 Precision as shown in Annex A is not always possible to obtain for S-SBRs containing polystyrene block or
styrene content more than 45 %.
NOTE 2 Only “vinyl”, “trans” and “cis”, are used in this document. However, the expression of vinyl, trans and cis
mean as follows in general:
— vinyl: vinyl unit, vinyl bond, 1,2-unit, 1,2-bond, 1,2-vinyl-unit or 1,2-vinyl-bond;
— trans: 1,4-trans unit, 1,4-trans bond, trans-1,4 unit or trans1,4 bond;
— cis: 1,4-cis unit, 1,4-cis bond, cis-1,4 unit or cis-1,4 bond.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1382, Rubber — Vocabulary
ISO 1795, Rubber, raw natural and raw synthetic — Sampling and further preparative procedures
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1382 apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Principle
The IR spectrum of the S-SBR sample is measured by FTIR with ATR. The absorbances that are characteristic
of each microstructure component and styrene at the specified wave number are used to determine the
content of each component by using the specific formulae presented in this document.
5 Apparatus
5.1 FTIR, of the following specifications:
— detector: deuterium tri-glycine sulfate (DTGS) or tri-glycine sulfate (TGS);
−1
— resolution: 2 cm .
5.2 ATR, of the following specifications:
— type: single bounce ATR;
— crystal: diamond;
— angle of incidence: 45°;
— sample pressure clamp: a concave or a flat-shaped clamp which is capable of maintaining a constant
pressure on the sample. The use of a torque wrench is recommended.
6 Calibration
6.1 FTIR
Adjust the optical bench alignment of FTIR spectrometer according to the manufacturer’s instruction manual.
6.2 ATR
Set ATR in the sample chamber of FTIR and adjust the optical alignment of ATR according to the
manufacturer’s instruction manual.
7 Sampling
7.1 Prepare the test sample in accordance with ISO 1795.
NOTE The extraction of ordinary extender oils by solvent is not necessary.
7.2 Cut out a test piece from the test sample. The test piece shall have a flat surface to give good contact
with the ATR crystal and be approximately the same size as the crystal, usually a few square millimetres.

8 Procedure for measuring ATR spectrum
8.1 Set up FTIR according to the manufacturer’s instruction manual and set up the measurement
conditions as follows:
-1
— resolution: 2 cm ;
— number of scans: 32;
−1 −1
— range of wave number: 600 cm to 1 800 cm .
8.2 Set ATR with the specification in a sample chamber of FTIR.
8.3 Measure the background spectrum without sample on the ATR crystal with the conditions shown in 8.1.
8.4 Put the test piece on the ATR crystal and contact it as completely as possible to the crystal surface,
preferably using the clamp specified in 5.2. The contact between the test piece and the crystal affects the
absorbance of ATR spectra.
8.5 Measure the sample spectrum with the conditions shown in 8.1.
8.6 The atmosphere of the sample chamber for FTIR shall be kept consistent during the background and
−1 −1
test piece measurements in order to avoid the influences of absorbance at 668 cm and 723 cm by CO .
9 Determination of the microstructure of butadiene and the styrene content
9.1 Measurement of the absorbance for each microstructure component
Measure the absorbance values at the wave numbers corresponding to the microstructure components as
specified in Table 1. For cis, the absorption peaks are weak and the wave number of the peaks is affected by
the styrene content of the polymer.
Figure 1 provides an example of an ATR spectrum of a typical S-SBR.
Table 1 — Measurement of absorbances for each microstructure component of S-SBR
Notation for Microstructure
Remarks
absorbance Component
−1 −1
A Styrene Measure the absorbance at the peak maximum from 695 cm to 700 cm .
The wave number at this peak maximum is affected by the nature of the poly-
mer, such as the styrene content. When the peak maximum is visible, read off
−1 −1
the absorbance at the peak maximum from 720 cm to 730 cm .
A Cis
If the styrene content is over 30 %, the peak of the cis bond is hidden between
−1 −1
the two large styrene absorptions at around 758 cm and around 698 cm . In
−1
this case, measure the absorbance value at 726 cm .
−1 −1
A Styrene Measure the absorbance at the peak maximum from 755 cm to 761 cm .
−1 −1
A Vinyl Measure the absorbance at the peak maximum from 905 cm to 912 cm .
−1 −1
A Trans Measure the absorbance at the peak maximum from 962 cm to 967 cm .
−1 −1
A Vinyl Measure the absorbance at the peak maximum from 991 cm to 996 cm .
−1
A Base line Measure the absorbance at 1 200 cm as zero point of each absorbance.
Key
−1
X wave number (cm )
Y absorbance
Figure 1 — ATR spectrum of a typical S-SBR
9.2 Calculation of microstructures
9.2.1 General
The microstructure of S-SBR is calculated by using regression formulae and the measured absorbance
values of the ATR spectra of each sample. The regression formulae were derived from a statistical study
on the ATR spectra of various S-SBR samples with known microstructures. After adjusting the baseline of
the ATR spectra, the absorbance ratio values of respective absorptions are obtained as the parameter value
for microstructure calculation. The microstructure results are calculated by substituting these parameter
values in the regression f
...

Norme
internationale
ISO 21561-2
Deuxième édition
Caoutchouc styrène-butadiène
2024-08
(SBR) — Détermination de la
microstructure du SBR polymérisé
en solution —
Partie 2:
Méthode par spectrométrie
infrarouge à transformée de Fourier
(FTIR) à réflexion totale atténuée
(ATR)
Styrene-butadiene rubber (SBR) — Determination of the
microstructure of solution-polymerized SBR —
Part 2: Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) with
attenuated total reflection (ATR) method
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2024
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 2
5 Appareillage . 2
6 Étalonnage . 2
6.1 FTIR .2
6.2 ATR .2
7 Échantillonnage . 2
8 Mode opératoire de mesurage du spectre ATR . 3
9 Détermination de la microstructure du butadiène et de la teneur en styrène . 3
9.1 Mesurage de l'absorbance pour chaque composant de la microstructure .3
9.2 Calcul des microstructures .4
9.2.1 Généralités .4
9.2.2 Correction de la ligne de base de chaque pic d'absorbance.5
9.2.3 Rapport d'absorbance .5
9.2.4 Termes du second ordre .5
9.2.5 Teneur en styrène et teneurs en trois types de microstructures de la partie
butadiène par rapport au S-SBR des formules de régression .5
9.2.6 Teneurs en trois types de microstructures par rapport à la partie butadiène du
S-SBR .6
10 Fidélité . 6
11 Rapport d’essai . 6
Annexe A (informative) Résultats de fidélité issus d'un programme d'essais interlaboratoires . 8
Annexe B (informative) Acquisition de formules de régression pour la microstructure .11
Annexe C (informative) Détermination de la microstructure par spectrométrie RMN .13
Bibliographie .16

iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l'élaboration du
document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l'ISO
(voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d'élastomères, sous-comité SC 3, Matières premières (y compris le latex) à l'usage de l'industrie des élastomères.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 21561-2:2016), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— l'Article 3 a été ajouté;
— les unités de mesure de la teneur en styrène et de la microstructure du butadiène ont été remplacées par
des unités SI;
— les conditions du spectre FTIR ont été déplacées au 8.1;
— une description des formules de régression a été ajoutée en 9.2.5 et 9.2.6;
— dans le Tableau A.1, une cellule a été remplacée par la valeur correcte;
— en C.3.1, les conditions de mesurage pour C-RMN ont été corrigées.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 21561 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

iv
Norme internationale ISO 21561-2:2024(fr)
Caoutchouc styrène-butadiène (SBR) — Détermination de la
microstructure du SBR polymérisé en solution —
Partie 2:
Méthode par spectrométrie infrarouge à transformée de
Fourier (FTIR) à réflexion totale atténuée (ATR)
AVERTISSEMENT 1 — Il convient que l’utilisateur du présent document connaisse bien les pratiques
courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour objet de traiter tous les problèmes de
sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur d’établir des pratiques
appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de déterminer l'applicabilité de toute condition
réglementaire nationale.
AVERTISSEMENT 2 — Certains modes opératoires spécifiés dans le présent document peuvent
impliquer l’utilisation ou la génération de substances, ou la génération de déchets, qui pourraient
constituer un danger pour l’environnement local. Il convient de se référer à la documentation
appropriée pour leur manipulation et leur élimination après utilisation.
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les modes opératoires pour la détermination quantitative de la microstructure
de la partie butadiène et la teneur en styrène du SBR polymérisé en solution (S-SBR) par spectrométrie
infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) avec méthode de réflexion totale atténuée (ATR). La teneur en
styrène est exprimée en fraction massique par rapport au S-SBR. Les teneurs des trois microstructures
types, c'est-à-dire vinyle, trans et cis, sont exprimées en fraction molaire par rapport à la partie butadiène
du S-SBR. Cette méthode s'applique uniquement aux caoutchoucs bruts.
NOTE 1 La fidélité indiquée à l'Annexe A n'est pas toujours possible à obtenir pour les S-SBR contenant des blocs
polystyrènes ou dont la teneur en styrène est supérieure à 45 %.
NOTE 2 Seuls les termes «vinyle», «trans» et «cis» sont utilisés dans le présent document. Cependant, les
expressions «vinyle», «trans» et «cis» ont généralement la signification suivante:
— vinyle: unité vinyle, liaison vinyle, unité-1,2, liaison-1,2, unité vinyle-1,2 ou liaison vinyle-1,2;
— trans: unité trans-1,4, liaison trans-1,4, unité trans-1,4 ou liaison trans-1,4;
— cis: unité cis-1,4, liaison cis-1,4, unité cis-1,4 ou liaison cis-1,4.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 1382, Rubber — Vocabulary
ISO 1795, Rubber, raw natural and raw synthetic — Sampling and further preparative procedures

3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions données dans l’ISO 1382 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Principe
Le spectre IR de l'échantillon S-SBR est mesuré par FTIR avec ATR. Les absorbances caractéristiques
de chaque composant de la microstructure et du styrène au nombre d'ondes spécifié sont utilisées pour
déterminer la teneur de chaque composant à l'aide des formules spécifiques présentées dans le présent
document.
5 Appareillage
5.1 FTIR, avec les spécifications suivantes:
— détecteur: sulfate deutéré de triglycine (DTGS) ou sulfate de triglycine (TGS);
−1
— résolution: 2 cm .
5.2 ATR, avec les spécifications suivantes:
— type: ATR à réflexion simple;
— cristal: Diamant;
— angle d'incidence: 45°;
— pince de pression pour échantillon: pince concave ou plate capable de maintenir une pression constante
sur l'échantillon. L'utilisation d'une clé dynamométrique est recommandée.
6 Étalonnage
6.1 FTIR
Régler l'alignement du banc optique du spectromètre FTIR conformément au manuel d'instructions du
fabricant.
6.2 ATR
Placez l'ATR dans la chambre d'échantillonnage du FTIR et réglez l'alignement optique de l'ATR conformément
au manuel d'instructions du fabricant.
7 Échantillonnage
7.1 Préparer les échantillons d’essai conformément à l’ISO 1795.
NOTE L'extraction des huiles de dilution courantes par solvant n'est pas nécessaire.

7.2 Découper une éprouvette dans l'échantillon d'essai. L'éprouvette doit avoir une surface plane afin
d'assurer un bon contact avec le cristal ATR et être approximativement de la même taille que le cristal,
généralement quelques millimètres carrés.
8 Mode opératoire de mesurage du spectre ATR
8.1 Configurez le FTIR conformément au manuel d'instructions du fabricant et définissez les conditions de
mesurage comme suit:
−1
— Résolution: 2 cm ;
— Nombre de balayages: 32;
−1 −1
— Plage de nombres d'onde: 600 cm à 1 800 cm .
8.2 Régler l'ATR avec les spécifications dans une chambre d'échantillonnage FTIR.
8.3 Mesurer le spectre de bruit de fond sans échantillon sur le cristal ATR dans les conditions indiquées
en 8.1.
8.4 Placer l'éprouvette sur le cristal ATR et la placer en contact aussi complet que possible avec la surface
du cristal, de préférence à l'aide de la pince spécifiée en 5.2. Le contact entre l'éprouvette et le cristal influe
sur l'absorbance des spectres ATR.
8.5 Mesurer le spectre de l'échantillon dans les conditions indiquées en 8.1.
8.6 L'atmosphère de la chambre d'échantillonnage pour la FTIR doit être maintenue constante pendant
les mesures de bruit de fond et les mesures sur les éprouvettes afin d'éviter les influences de l'absorbance à
−1 −1
668 cm et 723 cm par le CO .
9 Détermination de la microstructure du butadiène et de la teneur en styrène
9.1 Mesurage de l'absorbance pour chaque composant de la microstructure
Mesurer les valeurs d'absorbance aux nombres d'onde correspondant aux composants de la microstructure,
comme indiqué dans le Tableau 1. Pour le cis, les pics d'absorption sont faibles et le nombre d'onde des pics
est influencé par la teneur en styrène du polymère.
La Figure 1 donne un exemple de spectre ATR d'un S-SBR type.

Tableau 1 — Mesurage de l'absorbance pour chaque composant de la microstructure du S-SBR
Notation pour Composant de la
Remarques
l'absorbance microstructure
−1 −1
A Styrène Mesurer l'absorbance au pic maximal entre 695 cm et 700 cm .
Le nombre d'onde à ce pic maximal est influencé par la nature du polymère,
telle que la teneur en styrène. Lorsque le pic maximal est visible, relever
−1 −1
l'absorbance au pic maximal entre 720 cm à 730 cm .
A Cis
Si la teneur en styrène est supérieure à 30 %, le pic de la liaison cis est masqué
entre les deux grandes absorptions du styrène à environ 758 cm⁻¹ et 698 cm⁻¹.
−1
Dans ce cas, mesurer la valeur d'absorbance à 726 cm .
−1 −1
A Styrène Mesurer l'absorbance au pic maximal entre 755 cm à 761 cm .
−1 −1
A Vinyle Mesurer l'absorbance au pic maximal entre 905 cm à 912 cm .
50 −1 −1
A Trans Mesurer l'absorbance au pic maximal entre 962 cm à 967 cm .
60 −1 −1
A Vinyle Mesurer l'absorbance au pic maximal entre 991 cm à 996 cm .
70 −1
A Ligne de base Mesurer l'absorbance à 1 200 cm comme point zéro de chaque absorbance.
Légende
−1
X nombre d'onde (cm )
Y absorbance
Figure 1 — Spectre ATR d’un S-SBR type
9.2 Calcul des microstructures
9.2.1 Généralités
La microstructure du S-SBR est calculée à l'aide des formules de régression et des valeurs d'absorbance
mesurées des spectres ATR de chaque échantillon. Les formules de régression ont été dérivées d'une étude
statistique sur les spectres ATR de divers échantillons de S-SBR dont les microstructures sont connues.
Après avoir ajusté la ligne de base des spectres ATR, les valeurs du rapport d'absorbance des absorptions
respectives sont obtenues comme valeur paramétrique pour le calcul de la microstructure. Les résultats de
la microstructure sont calculés en substituant ces valeurs de paramètres dans les formules de régression.

9.2.2 Correction de la ligne de base de chaque pic d'absorbance
Obtenir l'absorbance de chacun des pics A à A avec les lignes de base corrigées à l'aide des Formules (1)
11 61
à (6):
A = A – A (1)
11 10 70
A = A – A (2)
21 20 70
A = A – A (3)
31 30 70
A = A – A (4)
...