Файл: Методы анализа лакокрасочных материалов..pdf

Содержание ангидридных х и карбоксильных групп Xi (в мг-экв на 1 г масла) рассчитывают по формулам

Для выражения содержания ангидридных групп в процентах полученное значение х следует умножить на коэффициент 4,9.

А Н А Л И З К А Р Б О Н О В Ы Х К И С Л О Т , ИХ А Н Г И Д Р И Д О В И С Л О Ж Н Ы Х Э Ф И Р О В

Карбоновые кислоты и их производные широко применяются в лакокрасочной промышленности для получения разнообразных пленкообразующих и многих вспомогательных материалов, в ча­ стности пластификаторов. Ангидриды двухосновных кислот широко используются в производстве алкидных и полиэфирных смол. Эфиры ненасыщенных карбоновых кислот являются основным сырьем для получения акриловых смол и различных сополимеров с дру­ гими ненасыщенными мономерами.

Для оценки качества этих веществ проводят ряд физических и химических испытаний.

Определяют внешний вид, цвет, температуру плавления или кри­ сталлизации, содержание нерастворимых примесей, зольность, влажность, растворимость, содержание основного вещества.

Анализ карбоновых кислот

В лакокрасочной промышленности используются алифатиче­ ские и ароматические карбоновые кислоты. Свойства некоторых двухосновных кислот2 1 приведены в Приложении (табл. 3).

Содержание карбоновых кислот в маслах определяется титро­ ванием спиртовым раствором щелочи. На точность этого метода может повлиять наличие других соединений, взаимодействующих со щелочами, например фенола и его производных.

Идентифицировать карбоновые кислоты можно по характерному ИК-спектру (рис. П. 4). В спектре насыщенных кислот (себациновая) интенсивные полосы поглощения в области 2800—3000 см - 1 обусловлены колебаниями связей С—Н метиленовых и метальных групп. На них накладывается широкая полоса поглощения в об­ ласти 2400—3400 см- 1 , свидетельствующая о наличии сильных во­ дородных связей. Полоса 1690 см - 1 характерна для карбонильной связи, а полоса при 930 см - 1 обусловлена деформационными коле­ баниями гидроксильных групп димеров кислот. В спектре алкено-

117

вых кислот дополнительно появляется полоса при ~ 1640 см- 1 , характерная для ненасыщенных связей.

Разделение летучих и нелетучих карболовых кислот1 6 может быть проведено перегонкой с водяным паром. Например, муравьн-

-себациновая кислота; б—маленновая кислота; в —метакрнловая кислота.

ная, уксусная, бензойная, салициловая, коричная и некоторые дру­ гие кислоты легко могут быть разделены таким способом. Следует только учитывать, что при перегонке летучих карбоновых кислот необходимо добавлять фосфорную кислоту,

118

Общие реакции карбоновых кислот

Осаоюдение в виде солей

Карбоновую кислоту растворяют в безводном растворителе (эфир или бензол), через раствор пропускают ток сухого газооб­ разного аммиака. Образуется нерастворимая аммонийная соль.

При кипячении кислот с окислами металлов (ZnO, РЬО) обра­ зуются соответствующие соли.

Этерификация карбоновых кислот

При нагревании карбоновых кислот с избытком спирта в кис­ лой среде образуются сложные эфиры 1 в , которые экстрагируют диэтиловым эфиром и сушат. Эфиры можно характеризовать эфир­ ным числом и числом омыления и идентифицировать методом га­ зожидкостной хроматографии.

Анализ смесей карбоновых кислот

Метод основан на разделении и количественном определении метиловых эфиров карбоновых кислот с помощью газожидкостной хроматографии 1 8 .

Ход определения. Включают прибор, устанавливают начальную температуру термостата и испарителя, расход газа-носителя, чув­

119

Анализ синтетических жирных кислот

Наряду с растительными маслами в лакокрасочной промышлен­ ности в качестве сырья применяют синтетические жирные кисло­ ты предельного ряда общей формулы С„Н2„0? , Их получают ката­ литическим окислением парафиновых углеводородов нефти кисло­ родом воздуха 1 7 .

Рпс. II. 5. Хроматограмма метиловых эсрнров карбоиовых кислот:

Время, мин

Промышленность выпускает 5 товарных фракций синтетиче­ ских жирных кислот, из которых в лакокрасочной промышлен­ ности применяют фракцию Сю— Сю и продукт ее разгонки фрак­ цию Сю — С13-

Ниже приведены некоторые свойства и фракционный состав синтетических жирных кислот:

Ход определения. Расплавленную пробу смеси синтетических жирных кислот сушат над Na2S04, затем при температуре 60—

120

70 °С фильтруют через бумажный фильтр со слоем свежепрокаленного Na2SO.i. Навеску 100 г подготовленного таким способом про­ дукта взвешивают с точностью 0,01 г и помещают в колбу Кляй-1 зена установки для вакуумной разгонки. Убедившись в герметич­ ности установки, включают обогрев. Нагревают осторожно, так как перегрев продукта может привести к перебросу. Температу­ ру начала кипения продукта отмечают при попадании первой

вакуумметр; 6 — приемники; 7 — баня; 8 — нагреватель .

капли отгона в холодильник. Отгонку ведут равномерно со ско­ ростью 0,5—1 капля в секунду. Фракции собирают в тарирован­ ные приемники соответственно заданным температурным интерва­ лам. При достижении температуры паров, отвечающей заданному верхнему температурному пределу кипения, выключают обогрев и охлаждают систему.

121