Способ определения изоцианатных групп в органических изоцианатах Советский патент 1992 года по МПК G01N31/16 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для анализа органических изоцианатов и диизо- цианатов, применяемых, в частности, в производстве полиуретанов и полиуретановых клеев.

Известны способы гравиметрического, титриметрического и спектрофотометриче- ского определения изоцианатных групп 1, По точности анализа и простоте его выполнения лучшими для области массовых долей изоцианатных групп более 2% являются титриметрические способы, которые приняты в качестве стандартных в СССР (ОСТ 113-03-413-76)и в CUIA(ASTM D 1638-59T).

Все известные титриметрические способы определения изоцианатных групп включают растворение анализируемой пробы в органическом растворителе, добавление избытка раствора первичного или вторичного амина и обратное титрование избытка амина водным раствором сильной кислоты (серной или соляной).

Например, согласно ОСТ 113-03-413-76, анализируемую пробу толуилендиизоциа- ната, полиизоцианата или другого аналогичного продукта растворяют в толуоле или хлорбензоле, добавляют избыток раствора дибутиламина, дизтиламина или пиперидина молярной концентрацией эквивалента 1,0 или 0,5 моль/дм3 (1 н. или 0,5 н.) в толуоле или хлорбензоле, выдерживают несколько минут, добавляют изопропиловый или этиловый спирт и титруют избыток амина соляной кислотой с индикатором бром- феноловый синий.

Недостатком этого способа является значительный расход спирта (50-75 см3 на пробу), который используется, чтобы исключить расслоение при титровании не смешивающегося с водой толуольного раствора пробы водным раствором кислоты. Другими недостатками являются затраты времени на выдержку смеси пробы с амином и применение обратного титрования, которое всегда требует добавочных затрат времени и реактивов на титрование холостой пробы.

Известен способ определения изоцианатных групп в органических изоцианатах, который заключается в том, что пробу растворяют в диметилформамиде, обрабатывают дибутиловым эфиром и определение

J

О

о

4

4 СО

выполняют путем прямого потенциометри- ческого титрования изоцианатных групп раствором пиперидина или диэтиламина в диметилформамиде 2.

Недостатком способа является его тру- доемкость, обусловленная последовательным применением двух растворителей - диметилформамида и дибутилового эфира, которые являются к тому же дефицитными и токсичными. Дефицитность растворите- лей обусловливает необходимость их регенерации, следовательно дополнительные затраты труда,

Цель изобретения - упрощение анализа.

Цель достигается тем, что в способе, включающем растворение пробы в смешивающемся с водой растворителе и прямое титрование изоцианатных групп амином, в качестве растворителя применяют ацетон, а в качестве амина - диэтаноламин и титрование ведут в водно-ацетоновой среде в присутствии смешанного индикатора - бромкрезолового зеленого и метилового красного.

Для титриметрического определения изоцианатных групп ранее применяли алифатические или циклические амины, но не амиь оспирты, поскольку известна реакционная способность изоцианатов по отноше- нию к гидроксильным группам, По результатам анализа установлено, что в реакцию вступает только аминогруппа диэта- ноламина.

Водные растворы реагентов не исполь- зовали для прямого титрования изоцианатных групп, так как последние активно реагируют с водой. В предлагаемом способе возможность использования водного раствора титранта достигнута за счет добав- ления 5-20 об.% ацетона, снижает активность воды.

В анализе согласно изобретению из реагентов используется только доступный и дешевый (0,34 руб/кг) ацетон и диэтанола- мин (1,35 рубУкг). По сравнению с анализом по ТУ 113-03-375-75 исключается использование летучих и относительно токсичных толуола (ПД К 50 мг/м3), изопропанола (ПД К10 мг/м3), диэтиламина (ПДК 30 мг/м3). Диэта- ноламин практически нелетуч (т.кип. 2680Q, а ацетон малотоксичен (ПДК 200 мг/м3). По сравнению с прототипом исключается применение дефицитного и токсичного (ПДК 10 мг/м3) диметилформамида. Анализ упроща- ется как по сравнению со способом, приме- няемым в ТУ (исключение операции введения в пробу 110 см3 изопропанола, замена обратного титрования на прямое с исключением анализа холостой пробы, исключение операции выдержки пробы с раствором реагента), так и по сравнению с прототипом (не требуется прибор для потенциометрического титрования и соответственно исключаются затраты времени, связанные с его настройкой).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Для анализа полиизоцианата (ПИЦ) навеску анализируемого продукта 1,0-1,5 г растворяют в 20 см3 ацетона, добавляют 3-4 капли индикатора (смешанный раствор бромкрезолового зеленого и метилового красного по ГОСТ 4919.1-77) и титруют 1 М раствором диэтаноламина в водно-ацетоновой смеси до изменения окраски из красной в зеленую. Титр раствора диэтаноламина проверяют 1 раз в неделю по стандартному раствору 1 М соляной кислоты (ГОСТ 25794.1-83).

В табл.1 приведены статистически обработанные результаты титрования образцов ПИЦ при различных концентрациях ацетона в водно-ацетоновых растворах диэтаноламина. Образцы отбирали из одной партии. Для сравнения приведены также результаты анализа по ТУ 113-03-375-75 (обратное титрование с применением толуола, этанола и толуольного раствора диэтаноламина).

Из табл.1 видно, что при объемной доле ацетона втитранте5% наблюдается полное соответствие между результатами определения изоцианатных групп согласно изобретению и по техническим условиям. Отсутствие ацетона в титранте приводит к занижению результата анализа, при объемной доле ацетона 50% результат анализа завышен и существенно возрастает погрешность.

Аналогично выполнены определения изоцианатных групп в полиуретановых клеях КИП-Д (ТУ 6-01-1010-75) и ВИЛАД-17 (ТУ 6-05-221606-84). Анализы выполняли с применением 1 М раствора диэтаноламина в смеси вода-5% ацетона, В табл.2 представлены статистически обработанные результаты определения массовой доли NCO-rpynn при доверительной вероятности Р 0,95.

Изобретение может быть использовано для анализа различных продуктов, содержащих изоцианатные группы. По точности предлагаемый способ не уступает стандартному.

Формула изобретения

Способ определения изоцианатных групп в органических изоцианатах, включающий растворение пробы в растворителе и титрование амином, отличающийся

те i, что, с целью упрощения способа, в качестве амина используют диэтаноламин и титрование ведут в водно-ацетоновой среде

в присутствии смешанного индикатора - бромкрезолового зеленого и метилового красного.

Сущность изобретения: анализируемую пробу растворяют в ацетоне и титруют водно-ацетоновым раствором диэтаноламина в присутствии смешанного индикатора - бромкрезолового зеленого и метилового красного. 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2