Способ определения кислородсодержащих групп в окисленном полимере Советский патент 1980 года по МПК G01N21/24 

1

Изобретение относится к способам исследования полимеров и может быть использовано в лабораторной практике для определения кислородсодержащих групп в окисленном или подвергнутом механической обработке в среде кислорода (воздуха) полимере.

Известны способы определения кислородсодержащих групп-главным образом, химические (способ этерификации, изоцианатный способ способ титрования и т.д.) и спектральные (ИК-спектроскопия УФспектрофотометрия).

Одним из наиболее применяемых в настоящее время является способ определения кислородсодержащих групп по ИК-спектрам поглощения fl. Этот способ универсален, прост, малотрудоемок. Определение кислородсодержащих групп этим способом включает в себя приготовление об- 2о разнов (в качестве образцов используются растворы или пленки окисленного полимера), получение ИК-спектров, анализ спектров на основе справочньгх данных. Описанный способ имеет ограниченный н1-гжний предел чувствительности.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ определения кислородсодерх ащих групп,по ИКспектрам поглощения на глубоких стадиях окисления полимеров (при сравнительно высокой их концентрации 2.

Известные способы недостаточно чувствительны

Цель изобретения - повышение пороговой чувствительности способа определения кислородсодержащих групп в окисленном полимере по ИК-спектрам поглощения без изменения аппаратурного оформления процесса и без увел1гчения его трудоемкости.

Указанная цель достигается тем, что исследуемый полимер растворяют в углеводородном растворителе, имеющем малое сродство к данному полимеру, получают и анализируют ИК-юпектр перещедших в раствор низкомолекулярных фракций полимераСпособ основан на том, что кислородсодержащие функциональные группьь образующиеся в полимере при окислении или в результате механического воздействия в среде кислорода (воздуха), являются преимущественно концевыми. Поэтому их концентрация в низлсомолекулярных фракциях, отличающихся повышенной концентрацией концов макромолекул, всегда вы- ще, чем в брутто-нполимере. Пример 1. Предлагаемым и известным способами определяли наличие кислородсодержащих групп в порощкоо&разном каучуке СКМС-ЗОАРК (средний размер частиц 0,34 мм), полученном механическим измельчением блочного каучук в молотковой пробилке при 2О С в атмос фере воздуха. При определении кислородсодержащих групп предложенным способом от исследуемого брутто-полимера отделяли низкомолекулярные фракции путем растворения его в растворителе, имеющем малое сродство с данным полимером. В качестве растворителя использовали н-гексан. Раст воримость СКМС-ЗОАРК в н-гексане при температуре 20 С составляет 8% (определено экспериментально). Образцы (пленки, толщиной 30-35 мк) готовили Siотливкой раствора низкомолекулярных фракций полимера в н-гексане на подложки из ЫаС с последующим - испарением растворителя. При определении кислородсодержащих групп по известным способам пленки исследуемого брутто-полимера готовили отливкой на подложки из NaCE толуольных растворов порощкообразного каучука (СКМС-ЗОАРК растворяется в толуоле практически полностью). ИК-спектры получили на приборе ИКС22 в диапазоне 5000-700 см. Анализ ИК-спектров показал, что поглощение, со ответствующее наличию кислородсодержащих групп (отчетливая полоса поглощения О,25), наблюпри 171О см ЬМ.эТ дается только в ИК-спектре, подученном предлагаемым способом. Очевидно, концентрация кислородсодержащих групп в брутто-полимере настолько мала, что не может обеспечить необходимого для фиксации прибором уровня поглощения при оп рецелении кислородсодержащих групп известным способом. Пример 2. Предлагаемым и известным способами определяли наличие кислородсодержащих групп в порощкообраз ном каучуке СКМС-ЗОАРК, полученном механическим измельчением каучука СКМС- ЗОАРК, предварительно очищенного от антиоксиданта (экстракцией ацетоном). Последовательность и характер операций по получению ИК-спектров предлагаемым и известным способами была такой же, как и в примере 1, Анализ полученных ИК-спектров показал, что поглощение при 1710 см в спектре брутто-пояимера имеет место (это связано с тем, что окислительные процес- .ь при измельчении очищенного от антиоксиданта каучука протекают с гораздо большей интенсивностью. Однако полосапоглощения при 17 Ю см слабая, недостаточно отчетливая, ее оптическая плот- юстъ определяется с низкой точностью 0,11). В ИК-спектре, полученном предлагаемым способом полоса поглощения при 1710см является сильной, достаточной для определения оптической плотности с высокой точностью УЧЮ Приведенные примеры показывают преимущество способа перед известным. Предлагаемый способ, во-первых, позволяет определить наличие кислородсодержащих групп в окисленном (подвергнутом механической обработке в среде кислорода) полимере тогда, когда их общая концентрация (в брутто-полимере) очень мала и не достаточна для появления заметных полос поглощения в ИК-спектрах; во-вторых, увеличивает надежность определения делая полосы поглощения в ИК-спектрах более интенсивными. Применение предлагаемого способа позволяет повысить пороговую чувствительность определения кислородсодержащих групп без увеличения чувствительности спектрофотометра и без увеличения трудоемкости определения. Формула изобретения Способ определения кислородсЬдержащ11х групп в окисленном полимере по ИК-«пек- трам поглощения, отличающийс я тем, что, с целью повышения пороговой чувствительности определения, .сследуемый полимолекулярный полимер растворяют в углеводородном растворителе, имеющем малое сродство к данному полимеру, получают и анализируют ИК-спектр

57411166

перешедших в раствор низкомолекулярных1. Аналитическая химия полимера, пой

фракций полимера.ред. КлаЙна Г. т. 2, М., Мир, 1965i

Источиики. информации,2.Вагап ае К-J.ppe,.Sci,19b8,

принятые во внимание при экспертизе j V. 12, № 6, р. 1459-1469 (прототип)

с. 244.