Способ определения количественного состава новолачных феноформолитов Советский патент 1984 года по МПК G01N21/59 

Изобретение относится к исследованиям материалов с помощью, спектро скопичеоких методов и может быть использовано для определения состава полимерных связующих на основе фенол формальдегидных смол, модифицированных многоядерными ароматическими соединениями - феноформолитов (ФФ), Известен способ определения коли чественного состава сополимеров ак1Л1Лрнитрил акриламид винилиде хлорид методом ИК-спектроскопии при использовании в качестве эталонов соответствующих гомополимеров, В данном способе содержание акри лонитрила в сополимере акрилонитрип + акриламид + винилиденхлорид определяют по калибровочной кривой, измеряя интенсивность полосы поглощения 2248 см, соответствуиндей валентным колебаниям нитрильной группы в спектре раствора сополимера в диметилформамиде. Калибровочная кривая должна быть построена предва рительно по измерению оптической плотности указанной аналитической полосы 2248 спектрах раствора гомополимера полиакрилонитрила в диметилформамиде различных концентр ций l . Недостатком такого способа является сложность, поскольку необходимо построить калибровочные кривые для каждого из определяемых компонентов. Кроме того, для построения калибровочной кривой требуется существование в чистом виде соответствующего гомополимера и общего растворителя для сополимера и гомополимера, пригодного для ИК-спектро скопических измерений, тогда как не все вещества способны образовывать гомополимеры, а растворитель сополимера и нужного гомополимера может значительно различаться. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ количественного состава ново лачных феноформалитовj заключающий™ ся в измерении пиковой интенсивност полос поглощения анализируемого и эталонного образцов, определении их оптической плотности. Способ разработан для резольных ФФС винилацетиленовой структуры по обычной методике количественного спектрального анализа с использованием градуировочной кривой, Особенностью его является то, что для построения градуировочной кривой готовятся специальные.растворы эталонной смеси модельного продукта и полимера фенола винилацетиленовой структуры.В качестве модельр ого продукта используют диметилольное производное фенола, имеющее в п - положенш заместитель винштацетипеновой структуры. Содержание метилольных групп в эталонных смесях определяют по оптической плотности полосы поглощения валентных колебаний С-0связей метилольных групп при 025 см Недостатками этого способа являются сложность и длительность измерений вследствие необходимости приготовления эталонных смесей, модельных соединений, содержащих те же структурные элементы, что и в исследуемой смеси и записи серии спектров для построения градуировочной кривой. При этом для каждого нового вида ФФС, т.е. содержащей отличающиеся от данной ФФС структурные элементы, необходимо подбиразь смеси соответствующих модельных соединений (что не всегда возможно) и строить градуировочные кривые. Поскольку используется не очень интенсивная полоса поглощения g обусловленная непосредственно определяемыми группами (метилольными группами), то при уменьшении содержания определяемьтх групп (меньше 2j6%) указанньй способ становится малопригодным вследствие невозмож-. нести точного измерения очень малой интенсивности аналитической полосы поглощения. Целью изобретения является упрощение способа и сокращение времени, затрачиваемого на определение количественного состава ФФ Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в измерении пиковой интенсивности полос поглощения анализируемого и эталонного образцов, определении ик оптической плотности, в качестве эталонного образца используют новолачнуюфенолоформальдегидную смолу 18, измеряют пиковую интенсивность полосы поглощения 1235 в спектрах ансшизируемого и эталонного 1 бразцов и количественньй состав (i-г.) определяют из соотношения ГА 1 м LM Wj Di2M -ii39 LPf где Ar - количество многоядерных ароматических фрагментов в новолачном феноформалите;.PJ - количество фенольных фра ментов в новолачном феноформалите;М.. Wcмолекулярные веса соответ ствующих фрагментов, оптические плотности поло сы поглощения 1235 см в спек.трах новолачной фенолоформальдегидной смолы 18 и новолачного феноформалита соответственно., Образцы для исследования готовят из исходных ФФ без отвердителя; навеску m 12 мг запрессовывают в 2 г брюмистого калия, ИК-спектры поглощения записывают на спектрофотометре (например, ИР-20). В случае смолы 18 вся навеска m обусловлена фрагмен тами F. В ФФ на фрагменты F, обуслав ливающие поглощение при 1235 см, при ходится лишь некоторая часть Р от всей навески го, т.е. ш Рт. Оставшаяся часть навески (1-Р)т т приходится на фрагменты Ah. Величины т и т можно выразить через молекулярны веса фрагментов F и Af Мр и Мдр и их количество в образцах JE соответственно m,Pm Mp -,,) где N - 1исло Авагадро. Отсюда М Мр vCFl MAr Р Согласно закону поглощения излучения веществом (закон Ламберта-БеРа) оптическая плотность поглощения на частоте -3 связана с концентрацией вещества С и толщиной поглощаюшего слоя J зависимостью D,, где К - поглощательная способность вещества на частоте . В случае прессования вещества с КВч концентрация С , где V объем прессуемых дисков. Тогда оптическую плотность полосы при 1235 спектрах ФФ и ФФС можно выразить в виде (qj«plrn.,) v 12Э5 V - Отсюда jj(«l .J( .m. M Г -гтт; и ГЛ in мд. Последнее выражение позволяет рассчитать, какое количество фрагментов .Л г приходится в среднем на один фрагмент F (или наоборот), т.е. относительное содержание Аг фрагментов в молекулах феноформалитов. Использование полосы 1235 см обусловленной фрагментами основь; исследуемого ФФ, в результате чего ее интенсивность никогда не стремится к нулю в спектре ФФ, дает возможность подбором навески исследуемых веществ при прессовании образцов достигать того, чтобы значение пиковой интенсивности аналитической полосы попадало в область значений, определяемых спектрофотометрически с наименьшей опшбкой. Необходимо лишь, чтобы прессованные образцы как ФФ, так и смолы 18 готовились из одинаковых навесок. Поскольку основа рассматриваемых исследуемых ФФ одна и та же, т.е. смола 18, то определение оптической плотности полосы 1235 спектре ФФС 18 достаточно сделать один раз для всей серии исследуемых образцов ФФ. Предлагаемый способ является более простым по сравнению с известным, поскольку не требует предварительного определения коэффициентов поглощения аналитических полос или построения градуировочных кривых. Способ является более универсальным, так как использование в качестве аналитической полосы поглощения полосы, обусловленной основой (смолой 18), делает его применимым к любым модифицированным смолам данного типа независимо от вида ароматических фрагментов, вводимых в состав

5 1092390

смолы, при этом отпадает необходи-раз всей серии анализируемых образмость записи ИК-спектрон поглощенияцов.

ароматических соединений соответст-За счет отсутствия ряда операций

.вующих вводимым фрагментам, а интен-время проведения анализа значительсивность полосы 1235 спектре5 цо сокращается по сравнению с извес.тэталона достаточно определить одинными способами.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА НОВОЛАЧНЫХ ФЕНОФОРМАЛИТОВ, заключакнцийс в измерении, пиковой интенсивности полос поглощения анализируемого и эталонного образцов, определении их оптической плотности, отличающийся тем,что,с целью упрощения способа и сокращения времени измерений, в качестве эталонного образца используют новолачную фенолоформальдег вдную смолу 18, измеряют пиковую интенсивность полосы поглощения 1235 CtC в спектрах анализируемого и эталонного образцов и количественный состав С У.4 ) опре- .W деляют из соотношения rj(«l „(ФФ) м м, 173S LF3 м ОФФ Аг «Э5 где Аг - количество многоядерных ароматических фрагментов в новолачном феноформалите; - количество фенольных фрагментов в новолачной феноформалите; Мд..Мсмолекулярные веса соответАг , ствующих фрагментов; 18 W оптические плотности полосы поглощения 1235 см в спектрах новолачной фенолоформальдегидной смолы 18 и новолачного феноформалина соответственно. СО со