Файл: Методы анализа лакокрасочных материалов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 329

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

для анализа поливинилформальэтилаля — по 2, 4, 6, 8 и 10 мг формальдегида и уксусного альдегида в 50 мл раствора;

для анализа поливинилбутиральфурфураля — по 2, 4, 6, 8 мг фурфурола и 6, 12, 18 и 24 мг масляного альдегида в 50 мл рас­ твора.

В каждую колбу добавляют 5 мл 1 н. раствора гидроокиси ли­ тия и 5 мл 0,5%-ного раствора желатина. Объемы растворов до­ водят водой до метки и тщательно перемешивают. Точное содер­ жание альдегидов в используемых исходных растворах определяют методом оксимирования. Полярограммы снимают от £ н а ч == 1,2 В. В случае полярографирования суммы формальдегида и ацетальдегида кривая имеет две волны: первая соответствует восстановле­ нию формальдегида, вторая — восстановлению ацетальдегида. При полярографировании суммы масляного альдегида и фурфурола из­ меряют высоту волны, соответствующую фурфуролу (£1/2 = —1.45 В).

На основании

полученных данных строят калибровочные гра­

фики.

 

Подготовка

к определению. Навеску смолы 0,8—1,0 г (в пере­

счете на сухое вещество), взвешенную с точностью 0,0002 г, вносят

в перегонную колбу емкостью 1 л

(см. рис. I I I . 22) и

приливают

100 мл 20%-ного раствора серной

кислоты. Осторожно

нагревают

смесь 30 мин, не допуская обугливания продукта, затем

перегоняют

с паром, собирая дистиллят в охлаждаемый льдом предварительно взвешенный приемник, содержащий 50 мл воды. Перегонку ведут до получения приблизительно 1 кг дистиллята, после чего приемник с ним взвешивают.

При анализе поливинилбутиральфурфураля

параллельно

ста­

вят контрольный опыт, т. е. проводят

отгонку

с

паром

в тех же

условиях, но без навески смолы.

 

 

 

 

 

 

Ход определения. В- мерную колбу

емкостью

50

мл

вливают

40 мл дистиллята, 5 мл 1 н. раствора

гидроокиси

лития,

5 мл

5%-ного раствора желатина, перемешивают раствор и полярографируют в тех же условиях, что и при построении калибровочных графиков. Содержание альдегидов в пробе находят по калибровоч­ ным графикам.

Суммарное содержание фурфурола и масляного альдегида в анализе поливинилбутиральфурфураля находят следующим обра­ зом: оставшуюся после снятия полярограммы часть дистиллята взвешивают, добавляют 10 капель метилового оранжевого и-срав­ нивают полученную окраску с оттенком контрольного дистиллята (без навески смолы), содержащего такое же количество индика­ тора. Если окраска растворов различается, подкислением или подщелачиванием исследуемого дистиллята оттенкирастворовурав­ нивают. Затем в каждый раствор добавляют по 25 мл 1 н. раствора

солянокислого гидроксиламина и через 1 ч выделившуюся

соляную

кислоту титруют 0,5 н. раствором щелочи до уравнивания

окраски

с окраской контрольного дистиллята-

 

H i


Содержание

ацетальных

(в пересчете

на бутиральные)

групп

х (в %) находят по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аКт0-

0,044100- 1000

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K m , ( 1 0 0 - f f ) f f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где а— объем 0,5

н. раствора

NaOH,

израсходованного

на

титрование,

мл;

V —объем

анализируемого

раствора, мл;

/(—поправочный

коэффициент

для

приведения

концентрации

раствора

NaOH

к точно 0,5 н.;

0,044 — масса

 

бути-

ральных

групп, соответствующая

1 мл точно 0,5 и. раствора

NaOH, г; Шо — об­

щая масса

отгона, г; т\ •— масса

отгона,

взятая для окснмироваиия, г; у — влаж­

ность смолы, % (определяют по ГОСТ 11736—68); g— навеска, г.

 

 

Содержание

формальных Х\, этилальных х2, фурфуральных ,v3 и

бутиральных А'4 групп

(в %) находят по следующим

формулам:

 

 

 

 

 

а. - l,5333g100

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40m0 (100- у)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

а, • 1,3636-g - 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х *

 

4 0 т 0 ( 1 0 0 - у )

, 1 Ш

 

 

 

 

 

 

 

 

.

а,-1,1670. g . 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* 3 _

40/Ио • (ЮО — у)

 

°°

 

 

 

 

 

 

 

xt

— х — х3

- 0,7857

 

 

 

 

 

 

 

где fli, аз, оз — соответственно

количества

формальдегида, ацетальдегида

и фур­

фурола, найденные по калибровочным графикам,

г; 1,5333 — переводной

мно­

житель

от формальдегида

к формальным

группам; 1,3636 — переводной

множи­

тель от

ацетальдегида к этилальным группам;

1,1670 — переводной множитель

от фурфурола к

фурфуральным

группам;

0,7857 — переводной множитель от

фурфурола к бутиральным

группам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допустимое расхождение между параллельными определения­

ми ± 0 , 5 абс.%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение ацетатных групп

 

 

 

 

Определение основано на щелочном омылении ацетатных

групп

и последующем

титровании

избытка

щелочи соляной кислотой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N a O H

 

 

 

 

 

 

СН2 —СН—СН2 —СН—СН

 

 

>-

 

 

 

 

 

 

|

 

 

 

|

[

 

 

- N a O C O C H s

 

 

 

 

 

 

Оч

 

 

,0

ОСОСНз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— >

 

СН2 —СН—СН2 —С Н—С Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

I

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оч

 

 

ОН

 

 

 

 

Реактивы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соляная кислота, х. ч., 0,1 н. раствор.

 

 

 

 

 

 

 

 

Едкий

натр, х. ч., 0,1 н. и 0,5 н. спиртовые растворы.

 

 

 

 

Этиловый спирт, ректификат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фенолфталеин,

1%-ный спиртовой раствор.

 

 

 

 

 

 

252


Определение в поливинилформальэтилале. Навеску смолы 5 г взвешивают с точностью 0,01 г, вносят в колбу емкостью 250 мл и заливают 50 мл этилового спирта, предварительно нейтрализо­ ванного по фенолфталеину. Содержимое колбы нагревают с обрат­ ным холодильником на водяной бане около 30 мин, охлаждают рас­ твор, нейтрализуют 0,1 н. спиртовым раствором NaOH, добавляют еще 20 мл 0,1 н. спиртового раствора NaOH и кипятят 1 ч. Затем через холодильник добавляют 120 мл воды, охлаждают смесь и оттитровывают избыток NaOH 0,1 н. раствором соляной кислоты в присутствии фенолфталеина. В тех же условиях проводят контроль­ ный опыт.

Определение

в поливинилбутиральфурфурале.

Навеску смолы

2 г, взвешенную

с точностью 0,01 г, помещают в

колбу емкостью

250 мл и заливают 25 мл предварительно нейтрализованного по фенолфталеину этилового спирта. Нагревают смесь с обратным

холодильником на водяной

бане в течение

30 мин, охлаждают,

нейтрализуют 0,1 н. спиртовым раствором NaOH, добавляют

10 мл

0,5 н. спиртового раствора

NaOH и кипятят

30 мин. Через

холо­

дильник приливают 30 мл воды, охлаждают

смесь, оттитровывают

избыток NaOH 0,1 н. раствором соляной кислоты в присутствии

фенолфталеина.

В тех же условиях проводят контрольный опыт.

Содержание

ацетатных групп х (в %) находят по формуле

 

 

 

 

(а -

Ь) К • 0,0059

100

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

где a,

b — объемы

0,1 н. раствора

соляной кислоты, израсходованной на титро­

вание

контрольной

и анализируемой проб, мл; К—поправочный коэффициент

для приведения концентрации

раствора НС1 к точно 0,1 н.; 0,0059 — масса аце­

татных

групп,

соответствующая

1 мл точно 0,1 н. раствора НС1, г; g — навеска, г.

Точность

определения

± 0 , 0 3 абс.%.

 

 

 

 

Анализ

эпоксидных смол

Эпоксидные смолы представляют собой линейные простые по­ лиэфиры, содержащие в цепи эпоксидную группу > С — С < . Строе-

О

ние полимера, получаемого из дифенилолпропана и эпихлоргидрина, может быть описано следующей формулой:

I-LC

СН—СН,—|

-О—R—О—СН2

—СН—СН2 -

I—О—R—О—СН2—С Н—С Н»

 

О

 

I

 

\ /

 

 

ОН

п

О

где

R •

 

 

 

 

Молекулы эпоксидных смол полифункциональны, их реакционная способность определяется наличием эпоксидных и гидроксильных

253


групп. Содержание функциональных групп уменьшается с повы­ шением молекулярного веса полимера. Молекулярный вес можно регулировать, изменяя соотношение между исходными компонен­ тами.

Средний молекулярный вес эпоксидных смол изменяется в ши­ роких пределах, соответственно изменяется консистенция эпоксид­ ных смол от вязких жидкостей до твердых тел.

Хорошие защитные свойства покрытий на основе эпоксидных смол, высокая адгезия, твердость, малая влагопроницаемость дают возможность широко использовать их в лакокрасочной промыш­ ленности. Характеристики отечественных эпоксидных с м о л 7 6 при­ ведены в Приложении (табл. 9).

100

ы

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

л л Г J w

i GO

 

 

 

Л

tго

 

Лv

\

 

{V\

А

 

 

\Vми1

\\

ЬО

 

 

 

1

\

/

 

3 « 5

1

1J1

9 Ю

11 12 13 lb

 

Е ' 7

8

 

 

 

Длина Волны, мкм

 

Рис. III . 23. ИК-спектр

диановой эпоксидной смолы.

Эпоксидные смолы обладают типичным ИК-спектром поглоще­ ния (рис. 111.23). В аналитических целях используется полоса по­ глощения при 10,92 мкм, обусловленная асимметричными валент­ ными колебаниями эпоксидного к о л ь ц а 6 4 ' 7 7 .

Определение эпоксидных групп

Содержание эпоксидных групп является важной характеристи­ кой эпоксидной смолы, определяющей ее реакционную способность; по содержанию эпоксидных групп определяют необходимое коли­ чество отвердителя расчетным путем.

Метод гидрохлорирования

2-64

Для определения а-эпоксидных групп неотвержденных смол ис­ пользуется реакция присоединения хлористого водорода к эпо­ ксидным группам, протекающая с образованием хлоргидрина;

I

I

I

I

—С

 

С — + НС1 — > —С

С—

\

/

I

I

 

О

ОН С1

864


Разность между количеством добавленной и количеством, Непрореагировавшей кислоты, определяемая титрованием щелочью, является мерой содержания эпоксидных групп.

Для проведения реакции гидрохлорирования используются разнообразные растворители, например диоксан, сложные эфиры, пи­ ридин и др. Пиридин является хорошим растворителем для эпо­ ксидных смол, а пиридинийхлорид увеличивает эффективность реакции гидрохлорирования.

Реактивы

Соляная

кислота, х. ч., плоти. 1,19 г/см3 .

Едкий натр, х. ч., 0,1 и. спиртовой раствор.

Пиридин,

х. ч., сушат над СаО и перегоняют.

Пиридинийхлорид, 0,2 и. раствор в пиридине. Прибавляют к 1 л пиридина 17 мл соляной кислоты плотн. 1,19 г/см3 .

Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.

Ход определения. Навеску смолы 0,5—1,0 г, взятую с точ­ ностью 0,0002 г, помещают в коническую колбу емкостью 150— 200 мл, приливают 25 мл раствора пиридинийхлорида, присоеди­ няют к колбе обратный холодильник, слегка нагревают колбу до полного растворения навески, затем нагревают смесь до' слабого кипения (ПО—120°С) и кипятят в течение 20 мин. После этого смесь охлаждают до комнатной температуры и титруют 0,1 н. рас­ твором едкого натра в присутствии фенолфталеина до появления розовой окраски, не исчезающей 30 с. В тех же условиях ставят контрольный опыт.,

 

Содержание

эпоксидных групп х (в %)

находят по формуле

 

 

х - ( а - » ) * - Ц Ю 4 8 . 1 ( Ю

 

 

 

 

g

 

где

а, b — объемы 0,1 н. раствора NaOH, израсходованного на титрование кон­

трольной и испытуемой проб,

мл; К — поправочный

коэффициент для приведе­

ния

концентрации

раствора

NaOH к точно 0,1 и.;

0,0043 — масса эпоксидных

групп, соответствующая 1 мл точно 0,1 н. раствора NaOH, г; g— навеска, г.

Если для характеристики эпоксидных смол пользуются про­ центным содержанием кислорода в эпоксидных группах (оксирановый' кислород), в формуле расчета коэффициент 0,0043 заменяют на 0,0016; это масса кислорода, соответствующая 1 мл точно 0,1 н. раствора NaOH, выраженная в граммах.

Метод прямого титрования бромистым водородом

Метод основан на титровании смолы бромистым водородом в среде уксусной кислоты2 - 6 4 > 7 8 :

R—СН—СН2 + НВг —>

R—СН—СН2

\ /

I I

О

ОН Вг

Скорость этой реакции значительно больше скорости реакции С хлористым водородом. Еще быстрее реакция гидробромирования

255