Файл: Методы анализа лакокрасочных материалов..pdf

интенсивность прошедшего через раствор светового потока, и по­ этому становится недостаточной чувствительность фотометриче­ ских датчиков. Обычно используют концентрации растворов в ин­ тервале, соответствующем диапазону пропускания 20—80%.

Нефелотетрическийитурбидиметрический методы

В основе этих методов лежат реакции осаждения определяе­ мого компонента с образованием тонкодпсперсной взвеси. Изме­ ряемой величиной служит интенсивность рассеянного светового потока. Она является сложной функцией коэффициентов прелом­ ления среды и твердой фазы, угла отражения, объема, степени дисперсности и числа частиц. Поэтому в нефелометрии и турбидиметрии воспроизводимые результаты получаются при строгом со­ блюдении постоянства условий приготовления как стандартных суспензий, так и исследуемых образцов, в том числе одинаковой последовательности и скорости смешивания растворов. Количе­ ственный анализ проводится методом калибровочных кривых.

Интенсивность рассеянного света измеряется нефелометрами, которые конструктивно почти не отличаются от фотоколориметров.

Нефелометрия и турбидиметрия позволяют анализировать ма­ лые концентрации труднорастворимых веществ. Однако поскольку степень дисперсности и форма частиц существенно влияют на ин­ тенсивность светового потока, точность определения в этих мето­ дах обычно невелика. Нефелометрический анализ в настоящее время постепенно вытесняется другими, более точными фотоколо­ риметрическими и спектрофотометрическими методами.

Приборы

Наиболее употребительными фотометрическими приборами, ко­ торые могут быть рекомендованы для анализа лакокрасочных си­ стем, являются фотоэлектроколориметр ФЭК-М, фотоэлектроколо- риметры-нефелометры марок ФЭК—56 и ФЭК-Н—57, спектрофото­ метры СФ-4А, СФ-5 и СФ-10.

Все перечисленные фотоколориметры имеют одинаковую оптическую схему, снабжены двумя фотоэлементами, включенными навстречу друг другу. Один из фотоэлементов находится в конт­ рольном, другой в рабочем световых потоках. В комплект прибо­ ров входит два набора кювет с толщиной слоя в диапазоне 0,1—• 5 см. В приборе ФЭК-М имеется 4 светофильтра, ФЭК-Н—57 снабжен 12 светофильтрами. Фотоколориметр ФЭК—56 в отличие от остальных приборов позволяет работать не только в видимой, но и в ультрафиолетовой области.

Спектрофотометр СФ-4А дает возможность проводить измере­ ния в монохроматическом свете в интервале длин волн 220— 1100 ммк, прибор СФ-5 — в видимой и ближней инфракрасной об­ ластях (380—1100 ммк); спектрофотометр СФ-10 предназначен для

83

измерения и автоматической регистрации оптической плотности окрашенных и мутных растворов в видимой области спектра (400—750 ммк).

Техника измерений

Фотоколориметрические определения сводятся к измерению оп­ тической плотности окраски, образуемой анализируемым веще­ ством с реагентом. Предварительно в тех же условиях измеряют оптические плотности окрасок стандартных растворов, приготов­ ленных из веществ, применяемых в качестве эталонов, и строят калибровочный график. На оси абсцисс откладывают количества вещества (в мг), а на оси ординат соответствующие им оптические плотности раствора.

12.Ж у х о в и ц к и й А. А., Т у р к е л ь т а у б Н. М. Газовая хроматография. М/, Гостоптехиздат, 1962.

34

Г л а в а I I

АНАЛИЗ СЫРЬЯ ДЛЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Современные сырьевые материалы для лакокрасочной промыш­ ленности весьма разнообразны. Это растительные масла, кислоты и спирты, фенол и его производные, формальдегид, карбамид, меламин, эпихлоргндрнн, различные ненасыщенные соединения и многое другое.

для получения пленкообразующих поликонденсационного типа, поскольку полимеры именно такого типа получают непосредственно на лакокрасочных заводах.

Растительные масла представляют собой сложные эфиры гли­ церина и различных ненасыщенных и насыщенных одноосновных кислот жирного ряда (глицериды). Наряду с полными эфирами глицерина (триглицеридами) в маслах могут содержаться моно- и диглицериды. Состав глицеридов кислот и их распределение в мо­ лекулах жиров обусловливают природу и свойства масел.

Масла, применяемые в лакокрасочной промышленности, содер­ жат ненасыщенные кислоты с одной, двумя и тремя двойными свя­ зями. Скорость высыхания -масел увеличивается с повышением содержания ненасыщенных кислот и числа двойных связей. Нали­ чие сопряженных двойных связей обусловливает повышенную ско­ рость высыхания (аутоокисление) масел.

В сырых (нерафинированных) маслах присутствуют небольшие количества примесей (свободные жирные кислоты, фосфатиды, уг­ леводы, белковые вещества;. Некоторые примеси оказывают влия­ ние на процесс аутоокисления масел. Масла, поступающие для

86

изготовления лакокрасочных материалов, подвергаются кислот­ ной или щелочной очистке. Основным способом очистки является обработка масел раствором каустической соды. При щелочной очи­ стке удаляются фосфатиды, свободные жирные кислоты, различ­

Группа тунгового масла (тунговое, ойтисиковое и др.). Масла высыхают с образованием твердой пленки, нерастворимой в орга­ нических растворителях, стойкой к действию воды, щелочей и кис­ лот. В маслах этой группы (кроме тунгового) содержится значи­ тельное количество глицеридов линоленовой кислоты. В тунговом масле преобладают глицериды элеостеариновой кислоты с сопря­ женными двойными связями.

Группа льняного масла (льняное, конопляное, перилловое). Масла высыхают с образованием эластичной, малорастворимой пленки. Масла этой группы содержат преимущественно глицериды линолевой и линоленовой кислот. Они широко применяются в про­ изводстве лаков и красок.

Группа макового масла (маковое, подсолнечное, рыжиковое, соевое). Для масел этой группы характерна скорость высыхания более низкая, а растворимость в органических растворителях бо­ лее высокая, чем для масел, относящихся к группам льняного и тунгового масел. Масла содержат кислоты с одной и двумя двой­ ными связями (линолевую и олеиновую); в них отсутствуют гли­ цериды линоленовой кислоты.

Группа оливкового масла (оливковое, хлопковое, арахисовое и др.). Масла этой группы высыхают очень медленно и лишь в присутствии катализаторов. Их пленки хорошо растворимы в ор­ ганических растворителях. В маслах, относящихся к этой группе, содержится небольшое количество глицеридов линолевой кислоты и значительное количество глицеридов олеиновой кислоты. Эти масла применяются в качестве небольших добавок к высыхающим маслам.

Группа невысыхающих масел (например, касторовое) характе­ ризуется наличием непредельных оксикислот. Касторовое масло хо­ рошо растворимо в спирте и нерастворимо в углеводородных ра­ створителях. Его можно превратить в высыхающее методом катали­ тической дегидратации. Невысыхающее касторовое масло приме­ няют как пластификатор, а высыхающее — для изготовления олиф

имасляных лаков, применяемых как модификаторы алкидных смол.

Влакокрасочной промышленности применяют рафинированные, термически обработанные масла. Цвет некоторых очищенных от

87

В полной мере удовлетворяют требованиям, предъявляемым ла­ кокрасочной промышленностью к качеству растительных масел, так называемые «лаковые масла», соответствующие ГОСТ 8612—57. Свойства этих масел 2 приведены в Приложении (табл. 2).

Качественный анализ масел

Проба на тунговое масло

В пробирку помещают 10 мл реагента (10 г треххлористой сурьмы в 100 мл хлороформа). Наносят 1—2 капли масла на по­ верхность реагента и, не встряхивая,. выдерживают 1 ч. Образо­ вание темного плотного кольца, нерастворимого при встряхивании пробирки, указывает на то, что это образец тунгового масла. Силь­ но окисленные масла могут давать окрашенный (растворимый) ободок и в отсутствие тунгового масла. Тунговое масло имеет вы­ сокий показатель преломления (д2 0 = 1,503—1,504). Присутствие тунгового масла в оливковом или маковом маслах увеличивает по­ казатель преломления этих масел.

ла раствор окрашивается в темный цвет.

Проба на маковое масло

Омыляют 1 мл масла 5 мл 15%-ного спиртового раствора КОН при умеренном нагревании. Затем при 70 °С прибавляют 5—10 мл 25%-ной уксусной кислоты и охлаждают. В присутствии макового масла при охлаждении выделяется осадок твердых жирных кислот.

Элаидиновая проба на высыхающие и невысыхающие масла3

К 10 мл масла прибавляют либо 1 мл концентрированной H N 0 3 и 0,4 г меди (в виде проволоки), либо 2—3 мл H N 0 3 и 1 г метал­ лической ртути. Пробы осторожно встряхивают и охлаждают до 10—12 °С. При этом невысыхающие масла затвердевают, а высы­ хающие остаются жидкими или тестообразными.

Пробы на касторовое масло3

Проба со щелочью. Сплавляют в пробирке 1—2 капли масла с небольшим количеством КОН. Образуются октиловый спирт (об­ ладает характерным запахом) и себациновая кислота, которая после растворения плава в воде и осаждения остальных кислот

88