Способ исследования термоокислительной деструкции веществ и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01N30/00 

2. Устройство для исследования термоокислительной деструкции веществ, содержащее камеру для проведения процесса термоокисления, каналы для подачи газа-носителя и газа-окислителя, пробку-заглушку камеры, хромзтографическую колонку и кран-дозатор, через который камера для проведения процесса термоокисления соединена с хроматографической колонкой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, полноты и экспрес134911

сности исследований, пробка-заглушка снабжена держателем тигля исследуемого вещества, расположенным в центральной части камеры, а канал для подачи газа-окислителя соединен с камерой через кран-дозатор.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что держатель тигля выполнен в виде конической насадки из теплоизоляционного материала с выступом на конце, и внутри него запрессована термопара.

1 Способ исследования термоокислительной деструкции веществ, включающий их нагрев в замкнутом объеме, окисление в среде газаокислителя, подачу газообразных продуктов окисления в хроматографическую колонку и детектирование разделенных продуктов окисления на выходе из колонки, отличающ и.й с я тем, что, с целью повышения точности, полноты и экспрессности исследований, нагрев вещества осуществляют в среде инертного газа-носителя, причем подачу газаносителя и газа-окислителя в замкнутый объем осуществляют попеременно, периодически прерьшая подачу газа(О окислителя для вывода газообразных с продуктов окисления потоком газаиосителя в хроматографическую камеру. Puf.l

1

Изобретение относится к области исследований продуктов термической и тёрмоокислительной деструкции веществ, преимущественно полимерньк материалов.

Известен способ исследования термических и термоокислительных превращений полимерных веществ, заключающийся в том, что вещество помещают в калибровочную вакуумированную ампулу, которую после нагрева в камере, имеющей входы и выходы газа-носителя и механизм вскрытия ампулы, до необходимой температуры вскрывают и газообразные продукты термических и термоокислительных превращений подают газом-носителем в хроматографическую колонку tij.

Однако известный способ затрудняет выяснение механизма распада полимерных материалов, так как при пиролизе в закрытой ампуле возможны реакции взаимодействия низкомолекулярных продуктов распада между собой и основной полимерной цепью, а устройство для его реализации отличается сложностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ исследования термоокислительной деструкции веществ, включающий их нагрев в замкнутом объеме, окисле- ние в среде газа-окислителя, подачу газообразных продуктов окисления в хроматографическую колонку и детектирование разделенных продуктов окисления на выходе из колонки 2.

Устройство для осуществления этого способа включает камеру для проведения процесса термоокисления, каналы для подачи газа-носителя и газа-окислителя, пробку-загяушку камеры, хроматографическую колонку и кран-дозатор, через который камера для проведения процесса термоокисления соединена с хроматографической колонкой.

Однако и данное решение отличается трудоемкостью, недостаточной точностью и полнотой исследований, поскольку, в частности, при пиролизе помимо поглощения кислорода, приводящего к уменьшению давления, может происходить вьщеление продуктов распада и связанное с этим увеличение давления, а при отборе

проб с помощью дозирующей петли в моменты ее заполнения не учитываются изменения давления в камере. Цель изобретения - повышение точности, полноты и экспрессности

исследований.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу исследования термоокислительной деструкции веществ, включающему их нагрев в замкнутом объеме, окисление в среде газа-окислителя, подачу газообразных продуктов окисления в хроматографическую колонку и детектирование разделенных продуктов окисления на выходе из колонки, нагрев вещества осуществляют в среде инертного газаносителя, причем подачу газа-носите 1ЛЯ и газа-окислителя в замкнутьй 3 объем осу1Цествляют попеременно, периодически прерывая подачу газаокислителя для вывода газообразных продуктов окисления потоком газаносителя в хроматографическую колонку. Указанная цель достигается также тем, что в устройстве для исследования термоокислительной деструкции веществ, содержащем камеру для проведения процесса термоокисления, каналы для подачи газа-носителя и газа-окислителя, пробку-заглушку ка меры, хроматографическую колонку и кран-дозатор, через которьм камера для проведения процесса термоокисления соединена с хроматографической колонкой, пробка-заглушка снабжена держателем тигля исследуемого вещества, расположенным в центральной части камеры, а канал для подачи газа-окислителя соединен с камерой через кран-дозатор. Держатель тигля выполнен в виде конической насадки из теплоизоляционного материала с выступом на конце, и внутри него запрессована термопара. На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства на фиг.2 - результаты исследования кинетики образования СО, по прототи пу (кривые l -З ) и предлагаемому способу (кривые ). Устройство включает ячейку, в корпусе 1 которой имеется камера 2 входной и выходной каналы 3, 4 для газа-носителя, нагреватель 5, закры тый тепло- и электроизолирующим слоем 6. Камера заглушается пробкой 7, кольцевым выступом взаимодейству ющей с герметизирующей прокладкой например, из меди. Пробка-заглушка 7 снабжена держа телем тигля 9, выполненным в виде конической насадки 10, например, из керамики для исключения быстрого оттока тепла, на которую своим углублением с наружной стороны дна устанавливается тигель с исследуемь веществом. В контакте с выступом 1 (например, с его внутренней.поверхностью) расположен спай 12 контроли рующей термопары, которая может быт запрессована в полости держателя посредством изоляционной массы 13, через которую проходят вьгооды термо пары, либо быть съемной. Для точног 14 поддержания температуры в камере 2 установлена регулирующая термопара 14, связанная с нагревателем 5, Входной 15 и выходной 16 штуцера ячейки магистралями 17 и 18 соединены через каналы 19, 20 с дозатором 21. Каналы 22, 23 служат для соединения дозатора с газовыми линиями хроматографа, а каналы 24, 25 используются для подачи в камеру газа-окислителя (кислорода). Когда шток 26 находится в положении, отмеченном пунктиром, каналы 19, 22 и 20, 23 соединяются между собой и газ-носитель поступаетна хроматограф через камеру 2. Каналы 24, 25 в этом положении соединяются между собой. При другом положении штока 26 (сплошная линия) между собой соединяются каналы 19, 24 и 20, 25 и камера 2 заполняется газом-окислителем, а газ-носитель поступает на хро матограф, минуя камеру 2. Способ осуществляется следуюш 1м образом. По достижении в камере заданной температуры при токе через нее инертного газа в нее помещают тиг.ель 9 с навеской исследуемого вещества (нагрев можно осуществлять н при нахождении тигля в камере), затем щтоком 26 перекрывают подачу инертного газа, производят его замену газом-окислителем (кислородом) и выдержку вещества в окислительной среде. Через заданный промежуток времени окислительньй процесс прерывают и газообразные продукты окисления с остатками кислорода подают продувкой камеры инертным газом в хроматографическую колонку. Затем, строго вьщерживая заданную температуру, снова заполняют камеру кислородом и возобновляют окислительный -процесс, который в дальнейшем периодически через выбранные промежутки времени прерьгеают путем продувки камеры инертным газом, при которой каждый раз продукты термоокислительН.ОЙ деструкции вместе с остатками кислорода поступают на анализ в солон ку хроматографа. Таким образом изучают динамику термоокислительной деструкции вещества во всем его рабочем интервале.

11:349116

Изменяя температуру, точность установления которой обеспечивается с помощью термопар 12 и 14, можно получать дополнительно сведения о термической деструкции.

(g)bc-ob,-tRtoX(:)-s- 5Vo-R},,o-c

Предложение апробиронано на примере исследования термоокислительной деструкции поли-(арилат-арилен сульфоноксида) следующего строения:

C-O}JR-O-C- )-с-о}. и : :.У II -гг , МОЛЬ jocffoBa-МОЛЬ Фиг. 2