Идентификация каучуков и резин по продуктам пиролиза с индикаторным раствором
| Наименование каучука | Отношение к горению | Окраска индика-торного раствора пиролизатом и поведение капли | Свойства погона пиролизата и окраска |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Натуральный каучук (НК) | Плавится, горит коптящим пламенем с характерным запахом | Фиолето-сиреневая, может быть с красноватым оттенком, капля внизу светло-желтая | Жидкий, коричневый с характерным запахом |
| Полиизопрен (СКИ) | Горит коптящим пламенем | Зеленая, капля внизу желтая | Жидкий, светло-желтый |
| Бутадиеновый, стерео-регулярный (СКД) | То же | То же | |
| Бутадиеновый, нерегулярный (СКБ) | То же | Зеленовато-голубая | |
| Бутадиен-стирольные | Горят коптящим пламенем со сти-рольным запахом | Салатная, капля внизу | Жидкий, темно-коричневый |
| Бутадиен-нитрильные | Горят с выделением дыма с тошнотворным запахом | Темно-вишневая, каплинет | Жидкий, темный |
| Этиленпропиленовый (СКЭП) | Плавится, горит коптящим пламенем | Не окрашивает, капля наверху | Жидкий, светлый |
| Этиленгпропиленовый тройной (СКЭПТ) | То же | Сине-зеленая или голубовато-серая, капля наверху | Жидкий, светлый |
| Бутилкаучук | Горит светлым пламенем, наполненный сажей горит дымящим пламенем | Слабая фиолето- сиреневая, капля наверху светлая | То же |
| Бромбутилкаучук | Горит светлым пламенем | Ярко-желтая, капля наверху светлая | Жидкий, светлый, кислая реакция |
Продолжение таблицы 1
|
|
|
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Хлорбутилкаучук | Горит коптящим пламенем. На медной сетке пламя окрашивается в зеленый свет | Голубовато-зеленая, капля наверху светлая | Светлый, кислая реакция |
| Полиизобутилен | Горит светлым пламенем без сажи | Не окрашивает, капля наверху | Жидкий, светлый, нейтральная реакция |
| Акрилатный без НАК | Горит с выделением дыма со сладков-атым запахом эфира | Пиролизат растворяется, не образуя капли | |
| Акрилатный с НАК | Горит с выделением дыма с тошнотворным запахом | Пиролизат растворяется, не образуя капли, цвет крепкого чая | |
| Уретановые | Горят коптящим пламенем | Пиролизат растворяется, не образуя капли, при смешении с раствором окрашивается в красно-коричневый цвет | Светло- желтый |
| Пропиленоксидный | Горит желтым пламенем | Пиролизат смеши-вается с раствором, при стоянии окраши-вается в розовый цвет | Желтый |
| Эпихлолргидриновые (Гидрин-100), (Гидрин-200) | Горят вне пламени. При горении плавятся Горят желтым коптящим пламенем с голубовато-зелеными вспышками. На медной сетке окрашивают пламя в зеленый свет | Продукты пиролиза растворяются, окрашивая раствор в темно- коричневый цвет, капли нет | Жидкий, темный |
| Хлоропреновые | Затухают при удалении пламени. На медной сетке пламя окрашено в зеленый цвет | Светло-зеленая, капля тонет | Жидкий, темный, кислая реакция |
| Хлорсульфированный полиэтилен | Слабо горит, дымится, на медной сетке пламя окрашено в зеленый цвет | Светло-зеленая, слегка тонет | Темный, кислая реакция |
Продолжение таблицы 1
|
|
|
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Полисульфидные (тиоколы) | Горят с голубоватым оттенком, с сернистым запахом | Желтая или темно-коричневая, капля желтая или красная, тонет | Погон темный, кислая реакция |
| Силоксановые | Горят слабым пламенем с выделением белого дыма, оседающего на сетке в виде белого налета. При горении вспучивается | ||
| Фторсилоксановые | То же | ||
| Фторкаучук (СКФ-32) | На медной сетке пламя окрашивает в зеленый цвет | Окрашивает раствор в розовый цвет, капля внизу |
2. Анализ резин на основе фтор- и фторсилоксановых каучуков
Анализ резин на основе фтор- и фторсилоксановых каучуков, так же, как и резин на основе каучуков общего назначения, начинается с внешнего осмотра; затем резину мелко режут, проводят экстракцию ацетоном (см. выше), высушивают и определяют тип полимера и наполнителей. В отличие от резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, содержащих много различных ингредиентов (наполнители, вулканизующие агенты, ускорители вулканизации, активаторы, диспергаторы, пластификаторы, антискорчинги и др.), смеси на основе фторкаучуков содержат обычно три типа ингредиентов:
|
|
|
1. Наполнители – белая сажа, оксид титана (IV), мел осажденный, углеродистая сажа, фторид и силикат кальция, фторопласт.
2. Акцепторы галогеноводородов – оксиды магния, цинка, кальция, свинца и др.
3. Вулканизующие агенты – полиамины и их различные производные, дитиолы, органические перекиси, соли органических и фторорганических кислот.
При изготовлении смесей из фторкаучуков пластификаторы применяют редко, так как они ухудшают теплостойкость и химическую стойкость резин. Для улучшения технологических свойств смесей и некоторого повышения морозостойкости резин из фторкаучуков иногда в рецептуру вводят пластификаторы в небольшом количестве. Фторсодержащие резины нельзя озолять, так как при этом образуются легколетучие соединения некоторых металлов, оксиды кремния и фтор. Для определения минеральной части навеску резины сплавляют с содой, плав выщелачивают водой и отделяют (фильтрацией) нерастворимый в воде осадок.
|
|
|
Осадок на фильтре растворяют в соляной кислоте и определяют металлы комплексонометрическим методом. Поскольку ЭДТА титруются многие металлы, необходимо предварительно провести их разделение, как для каучуков общего назначения. В аликвотной части фильтрата (после отделения металлов) определяют кремниевую кислоту объемным или гравиметрическим методом, предварительно выделив кремниевую кислоту в виде силиката цинка. В другой аликвотной части фильтрата определяют фтор и хлор, входящие, как в состав полимера, так и в неорганическую часть резины.
Содержание каучука в резине определяют после экстракции ацетоном по сумме найденных микроэлементным анализом углерода, водорода и фтора для резины на основе СКФ-26, и по количеству найденных углерода, водорода, фтора и хлора в резинах на основе СКФ-32. Для определения этих элементов используют метод, разработанный для анализа резины.
Для определения фтора и хлора применяют два варианта микроэлементного метода. Первый вариант дает возможность определять углерод, водород, фтор и хлор в одной навеске с применением пирогидролиза. Для выполнения этого анализа необходима платиновая трубка. При отсутствии ее можно проводить определение вторым вариантом, по которому в одной навеске определяют только углерод и водород по первому варианту без применения пирогидролиза, а во второй навеске определяют фтор и хлор в токе аммиака.
Если в состав резины входит оксид магния или другие акцепторы, то в сырой смеси и вулканизате последние в основном присутствуют в виде фторидов, поэтому при расчете содержания фтора количество фтора, прореагировавшее с оксидами, необходимо прибавить к содержанию фтора в каучуке.
Резины часто содержат углерод в виде сажи. Методом элементного анализа этот углерод определяют вместе с углеродом каучука, что необходимо учитывать при расчете.
Определение углерода, водорода, фтора и хлора в одной навеске
Анализируемый образец, находящийся в кварцевой пробирке под слоем оксида магния, подвергают пиролитическому сожжению в пустой трубке в токе кислорода. Фтор, хлор и неорганическая часть резины удерживаются оксидом магния, а углерод и водород окисляются до диоксида углерода и воды и улавливаются соответствующими поглотителями. Найденные содержания оксида углерода и воды пересчитывают на углерод и водород. Оксид магния в смеси с фторидом и хлоридом магния после сожжения образца обрабатывают перегретым паром при высокой температуре. При этом выделяются HF, HCl и H2O. Летучие кислые компоненты конденсируют, собирают в приемник со щелочью и последовательно титруют нитратом тория и нитратом ртути.
Ход определения.
Определение углерода и водорода. Собирают стандартную установку для определения углерода и водорода, включают электропечи, вводят в кварцевую пробирку оксид магния. Пробирку вдвигают в трубку для сожжения и прокаливают 10 минут при 1000°С в токе кислорода, подаваемого со скоростью 20 мл/мин. Затем присоединяют поглотительные аппараты с ангидроном и аскаритом и проводят холостой опыт в течение 10-15 минут. Снимают поглотительные аппараты и готовят их к взвешиванию. После взвешивания снова проводят холостой опыт.
Если привес поглотительных аппаратов не обнаружен, проводят сожжение образца.
Резины, изготовленные на основе фторкаучуков, сжигаются с образованием темного налета на оксиде магния. После выгорания этого налета необходимо прокалить пробирку электропечью по всей длине для разложения образовавшегося карбоната магния. После сожжения поглотительные аппараты отсоединяют от установки и взвешивают аппарат для поглощения оксида углерода (IV) на 10-й минуте и аппарат для поглощения воды – на 15-й минуте.
Содержание углерода x1 и водорода x2 (в %) вычисляют по
формулам:
где m1, m2 - массы поглощенного оксида углерода и воды, мг; 0,2729 – коэффициент пересчета оксида углерода на углерод; 0,1119 – коэффициент пересчета воды на водород; g - навеска, мг.
Содержание фтора x3 и хлора x4 (в %) вычисляют по формулам:
где m3, m4 – объемы 0,025 н. раствора Th (NO3)4, израсходованного на титрование фтора в анализируемом и холостом растворах, мл; m5, m6 – объемы 0,02 н. раствора Hg(NO3)2, израсходованного на титрование хлора в анализируемом и холостом растворах, мл; К и К1 – поправочные коэффициенты для приведения концентрации растворов Th (NO3)4 и Hg(NO3)2 к точно 0,025 и 0,02 н.; 0,475 – масса фтора, соответствующая 1 мл точно 0,025 н. раствора Th (NO3)4, мг; 0,709 – масса хлора, соответствующая 1 мл точно 0,02 н. раствора Hg(NO3)2 мг; g - навеска, мг.
Определение азота в резинах на основе фторкаучуков модифицированным методом Дюма-Прегля.
Резину после экстракции (10-15 грамм) засыпают гранулированной смесью оксидов никеля и магния в кварцевой пробирке и сжигают в кварцевой трубке с постоянным наполнением в атмосфере диоксида углерода при 950-1000º С. Газообразные продукты сожжения проходят в трубке для сожжения через слои оксида меди и меди. При этом оксиды азота восстанавливаются до элементного азота, оксид углерода окисляется до диоксида углерода, фтор удерживается смесью оксидов в пробирке. Азот определяют по объему в азотометре.
Содержание азота x (в %) находят по формуле:
где V - истинный объем азота, мл; m - масса 1 мл азота при условиях опыта, мг; g - навеска, мг.
Истинный объем азота равен измеренному в азотометре объему газа и исправленному в соответствии с поправкой минус 2% от измеренного объема в холостом опыте:
где V0 - объем газа, измеренный в азотометре, с учетом поправки, мл; V1 - поправка (2% от измеренного объема), мл; V2 - объем, измеренный в азотометре в холостом опыте, мл.
Определение сажи в резинах пиролитическим методом
Для определения сажи в резинах на основе фторполимеров типа СКФ-26 применяют в основном метод разложения азотной кислотой образца, набухшего в растворителе. Данный метод применим для резин, в которых нет сернистых соединений. Для анализа резин на основе СКФ-32 этим методом пользоваться нельзя.
Из образца после экстракции в токе азота удаляют органическую часть. Затем сажу сжигают в токе кислорода или на воздухе. Разность в массах после удаления органической части и сожжения в кислороде или воздухе составляет содержание сажи.
Ход определения.
Резину после экстракции (около 150 мг) помещают в платиновую лодочку и взвешивают с точностью до 0,0002 г. Лодочку помещают в кварцевую трубку, пропускают азот и прокаливают при 900ºС в течение 30 минут. После опыта охлажденную лодочку взвешивают (m), затем лодочку прокаливают при той же температуре в токе кислорода или в муфеле. После охлаждения взвешивают (m1). Содержание сажи x (в %) вычисляют по формуле:
m – масса лодочки после удаления органической части, г; m1 – масса лодочки после сожжения сажи, г; g – навеска резины, г.
Тема 3.5. Анализ целевых компонентов и примесей в полимерных композиционных материалов
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1323; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!