Способ количественного определения изотактической фракции полипропилена Советский патент 1984 года по МПК G01N31/08 

1

о Изобретение относится к аналитической химии полимеров, в частности к пиролитической газовой хроматогра- фии, и может найти.применение для определения количественного содержания изотактического полипропилена в смесях с атактическим, а также примеси атактического полипропилена в базовом изотактическом продукте и для идентификации индивидуальных. типов полипропилена. Известен способ определения изотактичности полипропилена посредст-( вом пиролитическойе газовой хроматогр фии, сопоставимьй по Пределам логрешностей с методикой определения по ИК-спектрам fl J. Однако данный способ имеет невысо кую точность и низкую чувствительность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ количественного определения изотактической фракции полипропилена, заключающийся в пиролизе образца в среде инертного газа с последующим газохроматографическим разделением продуктов пиролиза и анализом пирограммы. Согласно этому способу образец по липропилена пиролиззтот в токе водоро да при 550 ° С, продукты распада гид рируют при 180° С в форколонке разме рами 30 X 0,6 см, содержащей Хромосорб W с 10% силикона SF-96 и .10% PFOj от веса носителя и хроматогра фируют на капиллярной колонке с си ликоном SF-96 длиной 150 мм и внут ренним диаметром 0,5 мм при программировании температуры от 50 до 200° со скоростью 3°/мин Количественным критерием считали относительньй стереоизомерных углеводородов С. , C.JJ или С.- , Точность анализа 3,4% 2 . В условиях обработки и анал.иза образцов по указанному способу вслед ствие рацемизации продуктов пиролиза относительные выходы стереоизомеров мало зависят от состава ис содных полимеров. Способ малочувствителен и неприемлем для анализа смесей полипропилена и для построения количест™ венных зависимостей типа относительный выход стереоизомеров - состав об разца. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности анализа. Цело достигается тем, что согласно спо.;обу количественного определени зотактической фракции полипропилекг,5 заключающемуся в пиролизе образца в среде инертного газа с последующим газохроматографическим разделением продуктов пиролиза и анализом пирограммы, содержание изотактической фракции определяют из .отношения количеств образующихся диастереомеров 2,4,6 триметил-1-нонена, оцениваемых по высоте их пиков на пирограмме. Согласно изобретению пиролиз проводят в среде инертного газа при фиксированной температуре в интервале 400-900 С с последующим газохроматографическим разделением и детектированием продуктов без предварительного их гидрирования, а содержание изотактической фракции определяют из отношения образующихся при пиролизе количеств диастереомеров 2,4,6-триметил-1-нонене-эритро и 2,4,6-триметил-1-нонене-трео. Эксперимент проводят на хроматографе с ионизационно-пламенным детектором, укомплектованным пиролитической приставкойо Оптимальная температура пиролиза 500-600 С, время 2060 с. Навеска образца 0,05-3 мг. Газноситель Не, Ач, N и Hj. Применяется капиллярная или высокоэффективная насадочная колонка с общим числом теоретических тарелок 20000 100000. Исследуют образцы индивидуальных полипропиленов и их смесей с разным содержанием атактической и изотактической фракций. В исследованных образцах содержание синдиотактической фракции мене.е 0,5% и при расчетахне учитывается. Записывают пирограммы, из которых находят отношение концентраций диастереомеров 2,4,6-трИметил-1-нонена с использованием электронного интегратора или по высотам пиков с индексами Ковача, соответственно равными 1077 и 1082. Для образцов.разного состава строят калибровочный график зависимости Ъ(1)/ liCil/ от содержания изотактической фракции в процентах, ипп здесь высота пика стёреоизомера - зритро или - трео. Зависимости удобнее выразить в аналитической форме. Графики или уравнения используют для определения содержания изотактической фракции в анализируемых образцах. Пример 1. Используют газов хроматограф Цвет-162 с серийной пиролитиче.ской приставкой туннельного типа Дзержинского ОКБ. Навеску атак тического полипропилена (часть, рас воримая в пропане} изотактическая фракция в ней отсутствует полностью весом 0,55 мг пиролизуют 40с при 600 с. Газ-носитель - гелий. Делитель потоков 1:100, С момента ввода пробы равномерно повьшают расход газа-носителя через колонку от 0,2 мл/мин до 0,7 мл/мин в течение 30 мин. Одновременно поднимают температуру колонки от 30 до 120 С со скоростью 2°/мин. Используют осталь ную капиллярную колонку с динонилфталатом длиной 50 м, внутренним диаметром Oj2 мм и эффективностью по н-декану при 100 ° С равной 72000 теоретических тарелок.Делител усилителя электрометра 1:50, скорость диаграммной ленты 4 мм/мин. Пирограмма образца приведена на фиг. 1. Пример 2, Пиролизуют 0,56 изотактического полипропилена. Обра зец предварительно очищают экстракцией в кипящем гептане 24 ч, атакти ческая фракция в нем отсутствует полностью. Другие условия из примера 1. Пирограмма образца приведена на фиг. 2. И р и м е р . 3. Пиролизуют навес ку 1,02 мг технического атактическо го полипропилена 60с при 500 с. Содержание изотактической фракции 11,2 вес.%. Используют стальную капиллярную колонку размерами 42 м х X 0,2 мм со скваланом, с эффективностью по н-декану равной 61000 теоретических тарелок. Другие условия из примера 1. Пирограмма образца приведена на фиг. 3. Калибровочный график для условий примера 1 приведен на фиг. 4, Ему соответствует уравнение Srtn- 97,904lh(j,/-h(,,- 79.36A1Z Ошибка определения индекса h/j,/ /li,,-;,оценивается равной V 0,005, что соответствует чувствительности определения изотактической фракции в образце + 0,5%. .Пример 4. Исследуют образец технического изотактического полипропилена согласно условий примера 1. Пирограмма показана на фиг. 5. Находят отношение интенсивностей сигналов диастереомеров, например, по данным интегратора 1., / Ь- 507558:297106 «1,7083, С учетом формулы (1) С f, 97,9041 1,(Ь, - 79,3641) или графика (фиг. 4) определяют весовое содержание изотактической фракции полипропилена С „„ С „„„ 87.9%. Пример 5. Исследуют образец технического атактического полипропилена также и соответствии с условиями примера 1. Пирограмма приведена на фиг. 5. Находят отношение ti например, по высотам пиков: 107,5 мм/127,5 мм 0,8431.Х: учетом формулы (1) С tinn 3,2%. Таким образом, использование предлагаемого способа позволит довести чувствительность анализа при определении изотактической фракции до 0,5%, что в 6,8 раза вьше по сравнен нию с прототипом. Кроме того, повышается точность анализа.

$

«5

NJ I

«С

g

w ij

сипп,%

СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЖНИЯ ИЗОТАКТИЧЕСКОЙ ФРАКЦИИ ПОЛИПРОПИЛЕНА, заключающийся в пиролизе образца в среде инертного газа с Последуюпдам газохроматографическим разделением продуктов пиролиза и анализом пирограммы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности анализа, содержание изотактической фракции определяют из отношения количеств образуюш псся диастереомеров 2,4,6-триметил-1-нонена, оцениваемых по высоте их пиков на пирограмме. S