Способ определения содержания гель-фракции в изопреновых или бутадиеновых полимерных системах

Способ определения содержания гель-фракции в изопреновых или бутадиеновых полимерных системах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЕЛЬ-ФРАКЦИИ В ИЗОПРЕНОВЫХ ИЛИ БУТАДИЕНОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМАХ, включакяций растворение образца известной массы в органическом растворителе , пропускание его через фильтрационную ячейку и последующий расчет содержания гель-фракции, о т л ич а ю tq и и с я тем, что, с целью упрощения определения содержания гель-фракции при сохранении точности анализа, в качестве фильтрационной ,ячейки используют трубку с отнсшеиием длины к диаметру 30-70, заполненную силикагелемс размером частиц 0,1-0,5 мм при соотношении объема силикагеля к массе полимера от 300 до 2000 , в качестве органического растворителя применяют смесь толуола с этиловым спиртом в соотношении от 0,85:0,15 до 0,95:0,05, а расчет содержания гель-фракции проводят по разности масс полимера, поданного в фильтрационную ячейку и прошедшего через нее.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРственный комитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.OTHPblTHA (21) 3395512/23-05 (22) 11.02.82 (46) 23.10.83. Вюл. Р 39 (72) В.H.Âàëóåâ, P.À.Øëÿõòåð, T.A.Ëåìåøåâà, С.Н.Кудряева и T.Н.Ковалева (53) 678.762.01 543.062(088 ° 8) (56) 1. Гречановский В.A. и др.

Изучение процессов пластикации синтетического цис-полиизопрена. -"Каучук и резина", 1974, М 3, с, 8-13.

2. Шевкунов. В.В. и др. Разработка и исследование системы оперативного контроля молекулярных параметров полиизопрена СКИ-3 и скоростного метода определения содержания гельфракции. Отчет института аналитического приборостроения АН СССР, В 80037619, Л., 1980 (прототип). (54)(57) CIIOCOB ОПРЕЛЕЛЕНИЯ СОДЕРЦ-.

НИЯ ГЕЛЬ-ФРАКЦИИ В ИЗОНРЕНОВЫХ ИЛИ

ВУТАДИЕНОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ CHCTENAX

„„Я0„„1049789 А

3(5В G 01 8 15/oo; G 01 и 33/44 включающий растворение образца известной массы в органическом растворителе, пропускание его через фильтрационную ячейку и последующий расчет содержания гель-фракции, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения определения содержания гель-фракции при сохранении точности анализа, в качестве фильтрационной ,ячейки используют трубку с отнсшением длины к диаметру 30-70, запол ненную силикагелем с размером частиц

О, 1-0, 5 мм прн соотношении .объема силикагеля к массе полимера от 300 до 2000, в качестве органического растворителя применяют смесь толуола с этиловым спиртом в .соотношении от 0,85:0,15 Я до 0,95:0,05, а расчет содержания гель-фракции проводят по разности масс полимера, поданного в фильтрационную ячейку и прошедшего через нее.

1049789

Изобретение относится к анализу состава полимерных систем, в частности к способу определения содержания гель-фракции в изопреновых и бутадиеновых полимерных системах, и может быть использовано в нефтехимической промышленности для контроля качества полимеров, так как содержа.ние гель-фракции существенно влияет на физико-механические и технологические. свойства полимерных матерна- 10 лов.

:Известен способ определения содержания гель-фракции в полимерных системах, включающий растворение каучука в гексане и центрифугирова.ние при различных скоростях вращения-ротора ультрацентрифуги, при этом происходит последовательное выделение фракций микрогеля 1 ).

Этот способ позволяет анализировать готовый полимер и полимериэат, но весьма длителен (около 4 ч) и пригоден только для работы в условиях исследовательской лаборатории, так как требует дорогого и дефицит- ного оборудования, а также выссд<оквалифицирозанного исполнения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности .является способ определения -содержания гельфракции в иэопреновых или бутадие- З0 новых полимерных системах, включающий растворение образца известной массы в органическом растворителе, пропускание его через фильтрационную ячейку и последующий расчет содержа- 35 ния гель-фракции (2 3.

Согласно. этому способу образец полимера известной массы растворяют в толуоле при,перемешивании на маг- нитной мешалке, фильтрацию раствора 40 проводят в мембранной фильтрационной ячейке — мембране типа "Синпор" с размером пор 1,-5 мк, под давлением азота. Рассчитывают массу гель-фракции, оставшейся на фильтре, по разности масс мембраны,, высушенной после. фильтрации, и сухой чистой мембраны. . Продолжительность этого анализа (ультрафильтрации)или мембранного разделения составляет 4 ч, полимериэата.около 1 ч, Погрешность метода 50 увеличивается при возрастании содержания геля в каучуке (от 0,3% в области содержаний геля 0-3% до 1% в области 7-10%) (2 ).

Недостатками метода являются не- 55 возможность использования метода при большом содержании геля (более

10-15%) вследствие быстрой забивки пор мембраны, дефицитность мембран типа "Синпор", сложность анализа и необходимость специального оборудования,которое серийно не выпускается.

Цель изобретения - упрощение определения. содержания гель-фракции при сохранении точности анализа.

Эта цель достигается тем, что согласно способу определения содержания гель-фракции в иэопреновых или бутадиеновых полимерных системах," включающему растворение образца известной массы в органическом растворителе, пропускание его через фильтрационную ячейку и последующий расчет содержания гель-фракции, в качестве фильтрационной ячейки используют трубку с отношением длины к диаметру 30-70, заполненную силикагелем с размером частиц 0,1-0,5 мм при соотношении объема силикагеля к массе. полимера от 300 до 2000, в качестве органического растворителя применяют смесь толуола с этиловым спиртом в соотношении от 0,85:0,15 до 0,95:0,05, а расчет содержания гель-фракции проводят по раэности масс полимера, поданного в фильтрационную ячейку и прошедшего через нее.

Пример 1. Навеску товарного изопренового каучука СКИ-3 (0,2130 r) растворяют в 10 мл толуола и количественно переносят в стеклянную фильтрационную ячейку (трубку длиной.

800 мм и диаметром 12 мм, соотношение длины к диаметру 67), в которую предварительно помещают 70 мл силикагеля АСК (ГОСТ 3959-54) с раэмером частиц 0,1-0,5 мм (соотношение . объема.силикагеля к массе исследуемого вещества 330). Колонку в течение

20 мин промывают элюентом, представляющим собой смесь толуола с этиловым спиртом в соотношении 9:1, Элюент, выходящий иэ колонки, собирают в мерный цилиндр. Объем. элюента, прошедшего через колонку, составляет

150 мл. Такой объем элюента гарантирует количественный выход из колонки . золь-фракции СКИ-3. .Пипеткой иэ цилиндра отбирают 15 мл элюента в предварительно взвешенную круглодонную колбу. Растворители удаляют с помощью вакуум-насоса.

Полимер, оставшийся в колбе, сушат в вакууме при 70 С в течение 15 мин.

Затем колбу. взвешивают, Вес сухого остатка составляет 0,0185 г, следо-, вательно, масса золь-фракций 0,1850 г, Масса гель-фракции составляет 0,0280 г т.е.содержание гель-фракции в образце СКИ-3 — 13,1%, Продолжительность определения 60 мин.

Пример 2, Навеску товарного изопренового каучука СКИ-3-01 (0,0652)г растворяют в 10 мл толуола и количественно переносят в трубку длиной 400 мм и диаметром 12 мм (соотношение размеров 33), в которую предварительно .засыпают 35 мл силикагеля ACK (соотношение объема силикагеля к массе вещества 540). Колонку в течение 10-15 мин промывают элюентом (толуол:спирт = 9:1). Элюент

1049789 в количестве 70-80 мл собирают в предварительно взвешенную колбу, колбу присоединяют к вакуум-насосу и удаляют растворители. Колбу сушат в вакууме в течение 15 мин и взвешивают. Масса сухого остатка (золь-фра- 5 кции) составляет 0,0542 г. iacca гель-фракции 0,0110 r содержание гель-фракции 16,7% ° Время определения 50 мин.

Пример 3. Образец полимери- 10 эата СКИ-.3 объемом 20 мл, отобранной из аппарата при конверсии изопрена

90%, растворяют в 10-кратном объеме толуола, .В две предварителъно взвешенные колбы, отбирают по 15 мл раст-15 вора. Колбы взвешивают, в одной из колб определяют сухой остаток (0,0730 г), По известным массе растворов и массе сухого остатка рассчивторой бе (Og0715 r). Раствор из второй колбы количественно переносят в фильтрационную ячейку, в которую предварительно засыпают 35 мл сили- кагеля ACK. Соотношение длины к . диаметру Фильтрационной ячейки сос- тавляет 400: 10= 40, соотношение объема. силикагеля к массе навески

35:0,0715 = 490, состав смеси растворителей 9;1, Остальные операции проводят аналогично примеру 2. Со- 30 держание гель-фракции в полимериэате

43,5%. Время определения 60 мин.. .

Пример 4 .. Образец полиме, ризата СКИ-3 объемом 20 мл, отобран- ный из аппарата при конверсиИ изоп-. 35 рена 50%, анализируют аналогично примеру 3. Содержание гель-фракции в полимеризате составляет 31,5%.

Время определения 55 мин.

Пример 5. Образец товарного 40 бутадиенового каучука СКД анализируют аналогично примеру 2. Содержание гель-фракции в цис-1,4-полибутадиене 1,5%, Время определения 50 мин.

Пример 6. Навеску товаРногО 45 каучука СКИ-3 .(0,175 г) анализируют аналогично примеру 2, но при этом соотношение объема силикагеля к массе образца составляет 200. Содержение гель-фракции 10,5% °

П р и.м е р 7. Навеску товарного, . 50, каучука СКИ-3 (О, 2330 r ) растворяют в .10 мл толуола и количественно переносят в стеклянную фильтрационную ячейку (трубку длиной 840 мм и диа:метром 12 мм, отношение длины к диаметру 70), в которую предварительно помещают 70 мл силикагеля ACK с размером частиц 0.,1-0,5 мм (отношение объема силикагеля к массе исследуемого вещества 300). 60

Колонку в течение 20 мин промывают элюентом в соотношении 0,90:0,10, . Элюент, выходящий из колонки, собирают в мерный цилиндр. Объем элюентта, прошедшего через колонку, состав-.у ляет 150 мл. Такой объем гарантирует количественный выход из колонки золь-фракции СКИ-3. Пипеткой из цилиндра отбирают 15 мл злюента в предварительно взвешенную круглодонную колбу, растворители удаляют с помощью вакуум-насоса. Полимер, ос" .. тавшийся в колбе, сушат в вакууме при

70 С в течение 15 мин, затем колбу взвешивают, Вес сухого остатка составляет 0,2020 г,. Масса гель-фракции

0,0313 г, т.е. содержайие гель-фракции в образце составляет 13,4%, Продолжительность определения 60 мин.Пример 8. Навеску товарного каучука СКИ-3-0,1 (0,0854 г) растворяют в 10 мл толуола и количественно переносят в трубку длиной 360 мм и диаметром 12 мм (отношение размеров 30), и которую предварительно засыпают 35 силикагеля ACK (отношение объема силикагеля к массе вещества 410). Колонку..в течение 10-15 мин промывают элюентом (толуол:этиловый спирт 0,95:0,05). Элюент в количестве 100 мл собирают в предварительно взвешенную круглодонную колбу, колбу присоединяют к вакуум-насосу и удаляют растворителн. Колбу сушат при

70 С в вакууме в течение 15 мин и взвешизают. Масса сухого остатка (золь-фракции) составляет 0,0726 r.

Масса гель-фракции 0,01?8 г. Содержание гель-фракции 15%, Время опре- деления 50 мин.

Пример 9. Навеску товарного каучука СКИ-3 (0,0750 г) Растворяют в

10 мл толуола и количественно переносят в трубку длиной 1000 мм и диаметром 15 мм (отношение длины к диаметру 67), в которую предварительно помещают 157 мл силикагеля

АСК с размерами частиц 0,1-.0 5 мм

{отношение объема силикагеля к массе полимера 2000). Колонку в течение

10-15 мин промывают элюентом (толуол: этиловый спирт 0,95г0,05).

Элюент в количестве 150 мл собирают в предварительно взвешенную круглодонную колбу и удаляют растворители, колбу высушивают. Масса сухрго остатка (золь-фракции) составляет 0,0644 г.

Масса гель-фракции 0,0106 г. Содержание гель-фракции 14,1%. Время определения 60 мин.

Пример 10. Навеску товарного каучука СКД (0,1846 rj растворяют в 10 мл толуола и количественно переносят в стеклянный сосуд (трубку) длиной 840 мм, диаметром 12 мм (отношение Размеров 70), в которую предварительно,помещают 60 мл силикагеля

ACK (отношение объема силикагеля к массе полимера 325). Колонку в течение 10-15 мин промывают элюентом (толуол:этиловый спирт 0,85:0,15).

Элюент в количестве 150 мл собирают

1049789

Составитель А, Горячев

Редактор Н, Бобкова Техрех B,Äàëåêoðåé Корректор М. Шароши

Заказ 8405/40 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35р Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в предварительно взвешенную колбу и удаляют растворители, колбу высушивают. Масса сухого остатка составляет 0,183.3. Масса гель-фракции

0,0033 r. Содержание гель-фракции 1,8%. Время определения

69 мин.

Из примеров следует, что предлагаемый способ позволяет значительно упростить определение содержания гель-фракции в полимерах по сравнению с известным способом при сохранении

5 точности, при этом используется доступное оборудование и матеоиалы.