Способ выделения полиолефина из композиционного материала на его основе Советский патент 1983 года по МПК G01N1/44 C08J3/00 

:о

СП Изобретение относится к методам .анализа пластмасс, в частности к с собу выделения полиолефинов из полиолефинового композиционного мате риала, содержащего неорганический наполнитель. Выделенные полиолефин используются для идентификации их методом ИК-спектроскопии. Известен способ приготовления образцов из ненаполненных полиолефинов для ИК-спектроскопии, соглас которому полиолефины растворяют в кипящем толуоле или ксилоле, затем отливают из раствора пленки или по лучают пленки горячим прессованием образцов между пластинами из нержа веющей стали, покрытыми тонкой пленкой политетрафторэтилена. Полу чают прозрачные образцы, пригодные для айализа методом ИК-спектроскопии 1 . Однако наполненные полиолефины без отделения неорганических наполнителей, анализировать методом ИК-спектроскопии практически невоз можно из-за их непрозрачности. Поэтому образцы наполненных полиолефинов идентифицируют органолептически по /запаху продуктов сожжения что приводит к значительно менее надежным результатам, или Путем ан лиза пиролизата методом ИК-спектро скопий. ИК-спектры пиролизата сущес венно отличаются от ИК-спектров ис ходных полимеров и зависят от усло вий пиролиза и поэтому, идентификаци полимеров по ИК-спектру пиролизата возможна только при наличии модельного образца И предварительных данных о его строении (например элемен ный анализ, органолептический анали и т.п.) . . . Известен способ выделения, полиэтилена из композиционного материала, содержащего неорганический наполнитель - каолин и структурированную часть полимера. Полиэтилен выделяют путем экстракции навески к позиционного материала кипящим ксилолом (140°С) в атмосфере азота в течение 14 ч. В результате экстракц получают раствор полиэтилена в ксил ле и нерастворимый остаток, состоящий из каолина и привитой (структурированной) части полимера, который сушат в вакуум-сушильном шкафу, до постоянного веса с последующим определением составных частей. Из раствора полиэтидена в ксилоле высаживают полиэтилен путем добавления метанола Н. Недостатками известного способа являются длительность процесса отделения (14 ч), необходимостьиспол зования специального экстрактора, инертного газа,- (азота) , токсичного вещества (метилового спирта) . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ вьаделения полиолефина из композиционного материала на его оснЬве, содержащего неорганический наполнитель, например каолин, заключающийся в том, что берут навеску материала, смешивают ее с ксилолом, нагревают смесь до полного растворения полиолефина и отделяют наполнитель от раствора полиолефина, например методом центрифугирования з . : Однако согласно этому способу трудно осуществить полное разделение полиолефина и неорганического наполнителя, так как при охлаждении раствора полиолефин высаживается, увлекая за собой наполнитель. Цель изобретения - обеспечение полного выделения полиолефина. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения по.лиолефина из композиционного материала на его основе, содержащего неорганический наполнитель, смешением навески материала с ксилолом, нагреванием смеси до полного растворения полиолефина и отделением наполнителя от раствора полиолефина, к .его раствору до отделения наполнителя добавляют соляную кислоту при массовом соотношении соляной кислоты и навески материала ( 3,65):1 и нагревают полученную смесь при ; температуре кипения ксилола в течение30-40 мИн. При наличии большого содержания неорганического наполнителя в исследуемом композиционном материале после добавления соляной кислоты к раст вору полиолефина в ксилоле полученную смесь целесообразно выдерживать при температуре кипящего ксилола в , течение 40 мин. . Соляную кислоту целесообразно использовать в виде 2н.раствора, так как при более высокой концентрации кислоты удлиняется процесс отмывки полимерной части до нейтральной реакции промывных вод, а при более низкой - не происходит полного растворения неорганических компонентов композиции, растворимых в минеральных кислотах. Пример. 0,5 г измельченного композиционного материала (22 мм) содержащего полиэтилен низкого давления и 10% Ti02, помещают во взвешенную круглодонную колбу, добавляют 50 мл ксилола, соединяют с обратным холодильником. Содержание колбы нагревают на масляной бане при 140с до полного растворения полимера после чего добавляют 0,365 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 0,73:1) в виде 5 мл 2н. раствора. Полученную смесь кипятят в течение 30 мин при 140°С (температура кипения ксилола). Затем в обогреваемой делительной зоронке.отделяют ксилольный слой от водного солянокислого слоя, в который частично переходят неорганические компоненты. Ксилольный слой промывают горячей (85-95°С) дистиллированной водои до нейтральной реакции npONaiBных вод. Промытый ксилольный слой отделяют от водного, фильтруют через обогреваемую воронку с бумажным фильтром (синяя лента) в выпарительную чашку и удаляют ксилол пу тем выпаривания на водяной бане. Полученную пленку сушат в вакуум- сьтаильном шкафу при 70-75°С и давлении 66,5-133 Па. Получают прозрач ную полиэтиленовую пленку. Приведенный пример является опти мальным для получения качественных пленок для ИК-спектроскопии. При анализе методом ИК-cneKtpoскопии показано, что образец не подвергается изменениям в процессе обработки, и его ИК-спектр имеет основные полосы поглощения 3,4; 6,8; 7,4-и 14 мк. Характерной полосой является полоса поглощения при. 11 мк (концевые винильные группы) , т.е. полностью совпадает с ИК-спектром стандартного образца полиэтилена низкого давления, Колбу с остатком прилипших к ст кам укрупненных частиц неорганичес кого наполнителя TiO высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 70-75°С и давлении 66,5-133 Па до постоянн массы. По разности массы колбы с о татком и пустой определяют массу наполнителя. Полученный водный сол нокислый слой соединяют с промывными водами, полученными при промы ке ксилольного слоя, упаривают и о деляют массу сухого остатка аналогичным образом. Массу наполнителя определяют по сумме веса масс сухи остатков. Качественный состав сухо го остатка определяют эмиссионными спектральным анализом, который пок зывает наличие титана. Общая дли-. тельность анализа 3ч. П р и м е р 2. Опыт проводят в ловиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композицию, состоящую из полиэтилена высокого давления и 30% мела, и доба ляют 0,73 г соляной кислоты (массо соотношение соляной кислоты и наве композиционного материала 1,46:1) виде 10 мл 2н. раствора. Полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют методом ИКспектроскопии. ИК-спектр образца и ет основные полосы поглощения 3.4; 6.8; 7.4 и 14 мк. Характерной полосой является полоса поглощения мк (боковые винилиденовые группы) , т.е. полностью совпадает с ИК-спектром стандартного образца полиэтилена высокого давления. Качественное определение элементов наполнителя- мела (карбонат кальция) методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие кальция. Общая длительность анализа около 3 ч. П р и. м е р 3. Опыт проводят- в : условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композицию, состоящую из полипропилена и 40% талька, и добавляют 1,46 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 2,92:1) в виде 20 мл 2н. раствора. полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют -методом ИК-спектроскопии. ИК-спектр образца имеет основные полосы поглощения 3.4; 6.8; 7.4; 8.7; 10.3; 14.8 мк Т.е полностью совпадает с ИК-спектром стандартного образца полипропилена. Качественное определение элементов наполнителя - талька (4SiO2-ЗМдО xHgO) методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие кремния и магния. Общая длительносгь процесса 3ч. П-.р и м е р 4. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композицию, состоящую Из полиэтилена низкого давления и 90% феррита бария, и добавляют 1,825 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной .кислоты и навески композиционного материала (3,65:1) в виде 25 мл 2н. раствора. Полученную смесь кипятят в течение 40 мин. Полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют методом ИК-спектроскопии, как полиэтилен низкого давления. Содержание феррита бария ( хВаО) в процессе отделения определяется аналогично определению TiOg в примере 1. Качественное определение элементов наполнителя - феррита бария () методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие железа и бария. Общая длительность процесса - 3 ч 10 мин. Для индентификации неизвестного наполнителя композиционного материала сначала проводят определение содержания, зольного остатка образца. Для этого сжигают определенную массовую часть образца в фарфоровом тигле при постепенном повышении темпера-пуры от 450 до в муфельной печи. Оставшуюся золу прокаливают до постоянной массы при esoc. Затем рассчитывают необходимое количество соляной кислоты в зависимости от количества золы, т.е. 4-7:1.

П р и м е р 5. Опыт прододят в условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композицию, состоящую из блоксополимера пропилена (95%) с этиленом (5%) и 40% каолина, и .добавляют 1,46 г солной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 2,92:1) в виде 20 мл 2н. раствора. Полученную прозрачную пленку идентифицируют ме тодом ИК-спектроскрпии. ИК-сйектр образца имеет основные полосы, совпадающие со спектром блоксопрлимера пропилена с этиленом. Состав соцолймера определяется по интенсивности полосы 8,7 мк и представляет собой блоксополимер пропилена (95%) и этилена (5%) . Качественное определение элементов иаполнитеЛя - каолина (ABjO; 2SiQ 2Н2О) методом ЭМИССИС5ННОЙ спектроскопии показывае наличие кремния и алюминия. ОбЩая длительность анализа 3 . .

Пример 6. Опыт пройодят в условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композйцию, состоящую из сополйме за этилена (90%).с винилацетатом (10%) и 30% мела, и добавляют 0,73 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 1,46:1) в виде 10 мл 2н.. раствора. Полученную прозрачную пленку идентифицируют методом ИК-спектроскопия. ИК-спектр образца имеет основные полосы поглощения, совпадающие со спектром сополи мера .этилена с винилацетатом. Состав сополимера определяют по интенсивности полосы 5,7 мк и представляет собой сополимер этилена (90%) с винилацетатом (10%). Качественное определение элементов наполнителя - мела (карбонат кальция) методом 3(миссионной спектроскопии показывает наличие кальция. Общая продолжительность анализа .около 3 ч. ..

Таким образом, предлагаемый спос позволяет полностью выделить полиолефин из композиционного материал.а к пррвестй точный анализ методом ИК-спектроскопии. П едлагаемый спос хардкТёризуется незначительной дли тельностью процесса, простотой методики, применяемого обору-довайия и не требует применения токсичных ..

СПОСОБ ВЭДЕЛЕНИЯ ПОЛИОЛЕФИНА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ЕГО ОСНОВЕ, содержащего неорганический наполнитель, смешением навески материала с ксилолом, нагреванием смеси до полного растворения полиолефина и отделением наполни- теля от раствора полиолефина, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения полного выделения полиолефина, к его раствору до отделеНИН.наполнителя добавляют соляную кислоту при массовом сортнршении СОЛЯНОЙ кислоты и навески материала