Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 12

30 сентября 2020
Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 12

В этой части завершим рассмотрение перспектив наиболее распространенных методов аддитивного анализа, и для начала рассмотрим щелочной гидролиз. Щелочной гидролиз (КОН / МеОН) таких полиэфирных соединений в автоклаве при температуре +140 °C может быть использован для композиционного анализа, то есть определения содержания двухосновной кислоты (ВЭЖХ) и диола (ГХ, после ацетилирования). В то же время гидролизуемые FR (например, BC 52, BC 58, F 2400) деполимеризуются в свои мономеры и могут быть идентифицированы и количественно определены. Бромированные полистиролы, такие как Pyrochek 68PB, PDBS 80, Saytex HP7010 и Saytex 8010, устойчивы к гидролизу, но после этого могут быть легко проанализированы с точки зрения их растворимости в хлороформе.

Гидролиз составов на основе полиамида с 6 N HCl с последующей ТСХ позволяет различать α-аминокапроновую кислоту (АСА) и гексаметилендиамин (ГМД) (продукты гидролиза PA6 и PA6.6 соответственно) даже при низких уровнях. Состав мономера (соотношение PA6 / PA6.6) можно определить после хроматографического определения содержания адипиновой кислоты (АК). Экстракция гидролизата эфиром и дериватизация позволяют количественно определять жирные кислоты (из смазочных материалов) с помощью ГХ. Дальнейшая обработка HCl / HF остатка гидролиза, который состоит из минеральных наполнителей, CB и негидролизуемых полимеров (например, модификаторов ударной вязкости), позволяет определить общее содержание IM и CB, CB же измеряется количественно с помощью ТГА. Кислотный гидролиз огнестойких полиамидов позволяет определять содержание адипиновой кислоты (показывающее PA6.6) с помощью ВЭЖХ, содержание HCN (показывающее цианурат меламина) и жирных кислот (показывающее стеарат) с помощью ГХ. Определение антистатических агентов на основе этиленоксида в нейлоне-6 и подобных полимерах может быть выполнено путем гидролиза с HCl, осаждения антистатического агента путем добавления известного количества K4Fe (CN) 6 и титрования избытка Fe (CN) 6. Метод дает точные результаты для 1–3% антистатика в полимере.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 12

Также специалисты изучили механизм изменения цвета PA6 с помощью кислотного гидролиза и ВЭЖХ для отделения желтого вещества с низкой молекулярной массой от других продуктов гидролиза. Характеристику хромофора проводили с помощью методов ИК, FAB, МС, УФ, 1Н NMR и 13С NMR. В то время как аддитивный анализ полиамидов обычно проводят растворением в HFIP и гидролизом в 6 N HCl, полифталамиды (PPA) совершенно нерастворимы во многих растворителях и очень устойчивы к гидролизу. Высокотермически стабильные PPA могут быть адекватно гидролизованы с помощью кислотного разложения под высоким давлением (при температуре +140–180 oC) в 10 мл тефлоновых сосудах. Эта процедура позволяет одновременно анализировать полимерный состав и добавки. Также полимер, олигомер и аддитивный состав поликарбонатов можно исследовать после гидролиза. Однако необходимо оптимизировать условия реакции, чтобы избежать разложения бисфенола A. В процедурах анализа стабилизаторов диалкилолова в ПВХ в некоторых случаях методы можно использовать на количественной основе, например ГХ-определение спиртов, полученных гидролизом сложноэфирных групп. Различные классы добавок могут вступать в химическую реакцию в гидролитических условиях. Например, при гидролизе ароматических фосфитов образуются фенольные соединения. Добавки также могут вступать в реакцию с полимерной цепью, что вызывает трудности экстракции.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 12

Аналитическим решением для молекул с щелочной функциональностью является кислотно-основное титрование. В этом методе полимер растворяется, но не осаждается перед анализом. Таким образом, добавка, даже если она связана с полимером, всё еще находится в растворе и поддается титрованию. Этот принцип также применялся для определения 0,01% стеариновой кислоты и стеарата натрия в растворах SBR. Полимер разбавляли смешанным растворителем толуол / абсолютный этанол, и стеариновую кислоту определяли титрованием 0,1 М этанольным раствором NaOH до конечной точки. Аналогично стеарат натрия титровали 0,05 М этанольным раствором HCl. Также кислотные смазывающие вещества с длинной цепью (например, стеариновая кислота) в акриловых полиэфирах были количественно определены титрованием экстракта. Инструментальные методы определения воды в полимерных материалах часто основываются на тепловыделении воды из полимерной матрицы. Однако в некоторых случаях (например, ПЭТ) полимер гидролизуется, и тогда предпочтительным является простой метод Карла Фишера. Суть этого метода в следующем: небольшие количества воды (10 мкг – 15 мг) в полимерах (например, PBT, PA6, PA4.6, PC) могут быть определены быстро и точно с помощью кулонометрического титрования после нагревания при температуре от +50 до +240 oC с пределом обнаружения в порядка 20 ppm (частей на миллион). Точное определение ХБ или термочувствительных пигментов и наполнителей в полимерах, таких как ПЭТ и ПА, может быть достигнуто путем разложения полимерной матрицы с использованием гидролиза, катализируемого кислотой или основанием.

Добавки нейлона, такие как CB, MoS2 и стекловолокно, которые не разлагаются при кислотном гидролизе, могут быть определены прямым гравиметрическим методом. Борная кислота, образующаяся при гидролизе, определяется после ацетилирования. Влажный химический анализ традиционно также используется для количественного определения углеводов в древесине и целлюлозе, а именно кислотный гидролиз с последующим восстановлением, ацетилированием и анализ ГХ. В последнее время в последнем приложении используется уже описанных выше метод PyGC-MS. В типичном примере реактивной экстракции сложный эфир жирной кислоты легко образовывался путем добавления небольшого количества спирта к металлической соли жирной кислоты и экстракции при температуре +315 °C. Этот метод был применен к гранулам, содержащим PP / стеарат кальция и PP / стеарат цинка; присутствие солей металлов жирных кислот подтверждали с помощью ГХ-МС. Светостабилизаторы на олигомерных затрудненных аминах, такие как Tinuvin 622 и Chimassorb 944, не поддаются удовлетворительному анализу с помощью традиционной ВЭЖХ и требуют прямого УФ-спектроскопического анализа полиолефинового экстракта, PyGC экстракции или SEC экстракции.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 12

Также специалисты определили Tinuvin 622 в таких полимерах, как LDPE, HDPE и PP путем омыления растворения полимера в горячем толуоле путем добавления спиртового раствора TBAH с образованием 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинэтанола с одновременным осаждением полиолефинового компаунда, и затем использовали количественное определение с помощью ВЭЖХ. Этот метод специфичен, точен и воспроизводим и дает хорошие показатели извлечения (до 100%). Также сообщалось о качественном анализе с помощью ГХ-МС после триметилсилилирования HALS путем термической экстракции с добавлением спирта в растворе КОН / МеОН при температуре +315 °C. Были разработаны промышленные процессы рециркуляции, в которых используется преимущество реактивного отделения гидролизуемых полимеров от негидролизуемых пластиковых отходов. В следующей части начнем рассматривать методы сепарации, причем будем говорить не только о наиболее распространенных, но и о тех, которые известны не слишком широко, однако являются при этом перспективными.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 12

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад