Экспресс-метод определения пластификатора в полимерах Советский патент 1989 года по МПК G01N30/06 

.(21) 4351697/23-25 (22) 29.12.87 (46) 30.03.89. Бюл. № 12 (72.) И. М. Могилевич и Л. Е. Мальцева (53) 543.544(088.8)

(56)Березкин В. Д. и др. Газовая хроматография в химии полимеров. М.: Химия, 1972, с. 121-123, 227.

Митчел Дж., (Хит А. Акваметрия. М.: Химия, 1980, с. 329-332. I (54) ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА В ПОЛИМЕРАХ

(57)Изобретение относится к методам определения глицерина в изделиях из полимеров и может быть использовано

в промьшшенности пластмасс и искусственных волокон. Целью изобретения является повышение точности определения глицерина в полимерных материалах различной химической природы в Ииро- ком интервале его концентраций. Образец полимера массой не более 10 мг помещают в испаритель газового хроматографа, нагретый до 21С-230 С, и обдувают потоком инертного газа носителя с объемным расходом 33,0 - 34,0 мл/мин. Время выхода пика глицерина при использовании 50-сантиметровой колонки заполненной полисорбом- 1, не превышает 5 мин. 4 ип.1 табл.

1

Изобретение относится к аналитической химии полимеров, а именно к определению пластификаторов в изделиях из синтетических и искусственных полимеров, и может найти приме-, нение в промьшшенности пластмасс и искусственных волокон.

Целью изобретения является обеспечение определения пластификатора- глицерина.

На фиг. 1 представлена зависимость полноты вьщеления глицерина из полимера от массы образца; на фиг. 2 - то же, от температуры стенок испарителя; на фиг. 3 - то же, от скорости газа-носителя; на фиг .:.4 - хроматограммы анализа глицерина при разных условиях.

В таблице представлены данные по виду образцов, условиям их анализа и содержанию глицерина.

(Л

На фш . 1 представлены зависимости полноты выделения глицерина из полимера (X) от массы образца (га) при различных температурах. Из хода кривых видно, что при увеличении массы образца вьше некоторого значения, определенного для каждой температуры, образец за время анализа не прогревается и результат анализа занижен. Нижний предел массы образца определяется точностью взвешивания. Исгюльзованные при анализе весы второго класса ВЛР-200 определили в данном случае нижнняо границу массы 2 мг. ; На фиг. 2 показана зависимость полноты вьщеления глицерина из образца (X) от тe mepaтyIяa стенок испари- теля (Т). Полное выделение г.ицepинa npOHCxoAifT при 2 0-230 с, а при более высоких температурах начинается его разложение, о чем свидетельствует возрастание значения калибровоч4;

Oi

со ел о

3146

кого коэффициента (К), определенного при испарении глицерина из капли.

На фиг. 3 дана зависимость полноты вьщеления глицерина из образца (X) от скорости инертного газа (Q). При скоростях ниже 33 мл/мин не достигается эффективный сдув паров глицерина с поверкности образца, что препятствует его дальнейшему испаре- НЦЮ из образца, так как концентрация глицерина в газовой фазе приближается к равновесной, значение которой крайне низко. При скоростях более 34 мл/мин разогрев образца в испари- теле происходит медленно, что приводит к замедлению испарения глицерина. Это наглядно представлено на хро- матограммах с размытьм пиком глицерина. Зависимость же значений калиб- ровочного коэффициента (К) от О имее обычный вид (фиг. 3).

Для демонстрации возможностей метода были получены образцы полимерных композиций с различным содержани ем глицерина следующим образом: в (-ГО)%-ный раствор полимера вводили известное количество глицерина, обычно применяемое для пластификатора данного полимера. Пленку или блок, полученные методом полива, сушили, определяли количество остаточяого растворителя и анализировали содержание глицерина по предлагаемому методу.

Пример 1. Образец полимера Дполивинилспиртовую пленку, содержащую 8,0% воды и 7,8% введенного глицерина) массой 2 мг помещали в цилин-40 дрическ1ш пенал из алюмш иевой фольги (длиной 10 мм и диаметром 5 мм) и опускали в испаритель хроматографа с детектором по теплопроводности (цвет). Предварительно в хроматогра- 45 фе были установлены расход инертного газа (гелия) 33,5 мл/мин, температура испарителя . Выделяющиеся из образца компоненты разделялись на хроматографической колонке и регист- Q рировались детектором по теплопроводности. Сорбент - полисорб-1. Колонки из нержавеющей стали длиной 50 см и диаметром 3 мм; температура

Примеры 2-19. Опыты проводили, как описано в примере 1, но с измененными параметрами газовой экстракции и видом полимерного образца, как указано в таблице. Хромато- грамма к призеру 3 представлена на фиг. 4, где I - все летучие вещества (воздух, вода, растворители/вода) II - глицерин.

Примеры 20-29 (контрольные) . Опыты проводили, как описано в примере 1, но с запредельньми параметрами газовой экстракции; Хромато- граммы представлены на фиг. 4.

Пример 30 (прототип). Опыт проводили, как указано в примере 1,

но при Т

мсп

200 С, скорости потока

инертного газа 0,2 мл/мин.

При этих условиях определение глицерина в образце провести невозможно так как не удается зарегистрировать испарение глицерина даже из калибровочной капли глицерина (см. табл.).

Все определения проводили на хроколонок . Температура детектора 55 матографе Цвет с детектором по теп140 С; ток детектора.150 мА. Скорость движения диаграммной ленты 720 мм/ч. Усиление 10. Содержание глицерина в пленке рассчитьтали по формуле

лопроводности, так как стандартное оборудование для парофазного анализа, не предусматривает возможности постоянного обдува образца газом. При рас г

KS/ra 100%

5 0

5

0 5 Q

где С

гл

содержание гл1щерина в образце, %;

m - масса образца, мг; S - интенсивность пика глицерина;К - абсолютный калибровочный

ко эффициен т, мг.

Абсолютный калибровочньй коэффициент (К) определяли при введении в испаритель хроматографа определенных количеств (0,1 - ,2мг) гл1щерина и рассчитывали по формуле

.К 0,01- (100 - .JS ,

где Cj - содержание воды в глицерине, использованном для калибровки, %;

S - площадь пика глицерина; Пгл масса образца глицерина для калибровки, мг.

Время выхода пика глицерина 3 мин. Продолжительность анализа 10 мин.

Найдено 7,5% глицерина. Точность (сходимость) результатов четырех определений +12% при доверительной вероятности 0,95.

Примеры 2-19. Опыты проводили, как описано в примере 1, но с измененными параметрами газовой экстракции и видом полимерного образца, как указано в таблице. Хромато- грамма к призеру 3 представлена на фиг. 4, где I - все летучие вещества (воздух, вода, растворители/вода) II - глицерин.

Примеры 20-29 (контрольные) . Опыты проводили, как описано в примере 1, но с запредельньми параметрами газовой экстракции; Хромато- граммы представлены на фиг. 4.

Пример 30 (прототип). Опыт проводили, как указано в примере 1,

но при Т

мсп

200 С, скорости потока

инертного газа 0,2 мл/мин.

При этих условиях определение глицерина в образце провести невозможно так как не удается зарегистрировать испарение глицерина даже из калибровочной капли глицерина (см. табл.).

Все определения проводили на хроматографе Цвет с детектором по теплопроводности, так как стандартное оборудование для парофазного анализа, не предусматривает возможности постоянного обдува образца газом. При рас г

смотрении зависимостей на фиг. I - 3 следует учитывать, что хроматограф работает не в стандартном режиме: в момент введения образца в испаритель поток газа прерывается. Точность регуляторов расхода газа и температуры стенок испарителя позволяет поддержи- вать режимные значения величины расхода (+0,5% от среднего расхода, т.е.ю ±0,17 мл/мин) и температуры (+5°С). Использование стандартных лабораторных весов позволяет брать навеску с точностью не менее 5%, если масса навески не менее 2 мг. Этим обусловлен нижний предел диапазона масс в приведенных примерах.

Предлагаемый метод позволяет проводить полное и достаточно точное определение содержания пластификатора- 20

15

Поямаинилояый сп|фт То же

- - - Яолввивнпацвтат

Вшнпацетат-зтшмя (5)

Вияйпачетат-виншширро- лидон (to)

Полнаикилпирролндоя Полявняилбутираль Акряпаинд-вмиилсухЦ|«1М||Д (25)

Хитояля

Триацетат цсллютюхы

Аиембутират целлюлозы

Оилмтнчаскт полимеры

- - 2JO 33,5 Иехуествеикые полжеры Плеп 210 33,5

- - 210 33,5

- - 210 33,5 Шлямерн«(е композиции

Кагапол - полтерный комппысе сополммрв мнипарролодона и иетвертнчнык

0

5

глицерина в полимерных образцах различной природы.

Формула изобретения

Экспресс-метод определения пластификатора в полимерах включающий непрерывную газовую зкстракцию пластификатора из образца, помещенного в испаритель хроматографа, потоком инертного газа с последующим газохрома- тографическим анализом выделившихся веществ, отличающийся тем, что, с целью обеспечения определения содержания пластификатора-гли- цериКа, полимерный образец массой не более 10 мг обдувают инертным газом с объемньи расходом 33,0-34,0 мл/мин, а в испарителе поддерживают температуру 210-230 С.

Содержанна глицерине, мас.Х

Введено I Найдено

Оилмтнчаскт полимеры

0,06Э

0,063

0,063

0,063

55,8

21,2

16,4

6,3

55,5

16,8

5,9

аммониевых основанмй.

5 Фиг.1

Ю fff,ff

15 J 45 /«//w CDIV/.J

180 гго гво т/с Фиг.1

да i о г „а S л о

tf fJH/t.