Способ выделения полиолефина из композиционного материала на его основе

Способ выделения полиолефина из композиционного материала на его основе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЭДЕЛЕНИЯ ПОЛИОЛЕФИНА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ЕГО ОСНОВЕ, содержащего неорганический наполнитель, смешением навески материала с ксилолом, нагреванием смеси до полного растворения полиолефина и отделением наполнителя от раствора полиолефина, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения полного выделения полиолефина, к его раствору до отделеНИН .наполнителя добавляют соляную кислоту при массовом сортнршении СОЛЯНОЙ кислоты и навески материала

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3414394/23-05 (22) 29.03.82 (46) 15.12 ° 83. Бюл. 9 46 (72), Л.П.Цубовскова, В.М.Рябикова

-и Г.С.Попова (53) 678. 742. 2. 01 (088. 8) (56) 1. Хаслам Дж. и р р. Идентификация и анализ полимеров. M., Химия, 1974, с.142, с.368-373.

2. Махачек 3. Экстракционный анализ полиэтилена, наполненного каолином. " Chemicy prumysE, 1981, т.31, 92, р.76-77.

3. Баландина В,А. и др..Анализ по. лимериэационных пластмасс. Л Химия, 1965, с..127 (прототип).

3(51) G 01 N 1 28 С 08 J 3 00 (54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ, ПОЛИОЛЕФИНА ИЗ КОМПОЗИ1!ИОННОГО МАТЕРИАЛА НА

ЕГО ОСНОВЕ, содержа)цего неорганический наполнитель, смещением навески материала с ксилолом, нагреванием смеси до полного растворения полиолефина и отделением наполни- теля от раствора полиолефина, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения полного выделения полиолефина, к его раствору до отделения наполнителя добавляют соляную кислоту при массовом соотношении соляной кислоты и иавески материала (0,73-3,65) с1 и нагревают полу- . ченную смесь при температуре кипения ксилола в течение 30-40 мнн. 3

1060975

Наиболее близким к предлагаемому по техничеСкой сущности и достигаемому эффекту является способ выделения полиолефина из композиционного материала на его основе, содержащего неорганический наполнитель, например каолин, заключающийся в том, что берут навеску..материала, смешивают ее с ксилолом, нагревают смесь до полного растворения полиолефина и отделяют наполнитель от раствора полиолефина, например методом центрифугирования (3) .

Однако согласно этому способу трудно осуществить полной разделение полиолефина и неорганического наполнителя, так как при охлаждении раствора полиолефин высаживается, увлекая за собой наполнитель.

Цель изобретения - обеспечение полного выделения полиолефина.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения полиолефина из композиционного материала на его основе, содержащего неорганический наполнитель, смешением навески материала с ксилолом, нагреванием смеси до полного растворения полиолефина и отделением наполнителя от раствора- йолиолефина, к его раствору до отделения наполнителя добавляют соляную кислоту при массовом соотношении соляной кислоты и навески материала (0>73.—

3,65):1 и нагревают полученную смесь при температуре кипения ксилола в течение 30-40 мии..

При наличии большого содержания неорганического наполнителя в исследуемом композиционном материале после добавления соляной кислоты к раст вору полиолефина в ксилоле полученную смесь целесообразно выдерживать при температуре кипящего ксилола в течение 40 мин.

Соляную кислоту целесообразно использовать в виде 2н раствора, так как при более высокой концентрации кислоты удлиняется процесс отмывки полимерной части до нейтральной реакции проМывных вод, а при более низкой — не происходит полного растворе- ния неорганических компонентов композиции, растворимых в минеральных кислотах. !

Пример 1. 0,5 г измельченного композиционного материала (2 ° 2 мм), содержащего полиэтилен низкого давления и 10% T10g, помещают во взвешенную круглодонную колбу, добавляют 50 мл ксилола, соединяют с обратным холодильником. Содержание кол" бы нагревают на масляной Ване при

140 С до полного растворения полимера после чего добавляют 0,365 г соляной кислоты (массовое соотношение соля ной кислоты и навески композиционНедостатками известного способа 60 являются длительность процесса от- . деления (14 ч), необходимость использования специального экстрактора, инертного газа, (азота), токсичного вещества (метилового спирта). 65

Изобретение относится к методам . ,анализа пластмасс, в частности к способу выделения полиолефинов из полиолефинового композиционного материала, содержащего неорганический наполнитель. Выделенные полиолефины используются для идентификации их методом ИК-спектроскопии.

Известен способ приготовления образцов из ненаполненных полиолефинов для ИК-спектроскопии, согласно которому полиолефины растворяют в кипящем толуоле или ксилоле, затем отливают из раствора пленки или получают пленки горячим прессованием образцов между пластинами иэ нержа- 15 веющей стали, покрытыми тонкой пленкой политетрафторэтилена. Получают прозрачные образцы, пригодные для анализа методом ИК-спектроскопии fl) .

Однако чаполненные полиолефины без отделения неорганических наполнителей.анализировать методом

ИК-спектроскопии практически невозможно из-эа их непрозрачности. По- 25 этому образцы наполненных полиолефинов идентифицируют органолептически по. запаху продуктов сожжения, что приводит к значительно менее надежным результатам, или путем анализа пиролизата методом ИК-спектроскопии. ИК-спектры пиролизата сущест венно отличаются от ИК-спектров исходных полимеров и зависят от условий пирализа и поэтому идентификация полимеров но.ИК-спектру пиролизата возможна только при наличии модельного образца и предварительныХ данных о его строении (например элементный анализ, органолептический анализ и т,п,).. . 40

Известен способ выделения. полиэтилена из композиционного материала, содержащйго неорганический наполнитель — каолин и структурированную часть полимера. Полиэтилен 45 выделяют путем экстракции навески ком. позиционного материала кипящим ксилолом (140 С) в атмосфере азота в течение 14 ч. В результате экстракции получают раствор полиэтилена в ксило"-50 ле и нерастворимый остаток, состоящий из каолина и привитой (структурированной) части полимера, который сушат в вакуум-сушильном шкафу.до постоянного веса с последующим определением составных частей.

Из раствора полиэтилена в ксилоле высаживают полиэтилен путем добавления метанола (2J .

1060975 ного материала 0,73:1) в виде 5 мл

2н. раствора. Полученную смесь кипятят в течение 30 мин при 140 С (температура кипения ксилола). За- . тем в обогреваемой делительной воронке отделяют ксилольный слой от водного солянокислого слоя, в который частично переходят неорганические компоненты.

Ксилольный слой промывают горячей (85-95 С) дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Промытый ксилольный слой отделяют от водного, фильтруют через обогреваемую воронку с бумажным фильтром (синяя лента) в выпа- t5 рительную чашку и удаляют ксилол путем выпаривания на водяной бане.

Полученную пленку сушат в вакуум- . сушильном шкафу при 70-75 С и давлении 66,5-133 Па. Получают прозрач- go ную полиэтиленовую пленку. Приведенный пример является оптимальным для получения качественных пленок для ИК-спектроскопии.

При анализе методом ИК-спектроскопии показано, что образец не подвергается изменениям в процессе обработки, и его ИК-спектр имеет основные полосы поглощения 3,4;

6,8; 7,4.и 14 мк. Характерной полосой является полоса поглощения при. 11 мк (концевые винильные груп пы), т.е. полностью совпадает с

ИК-спектром стандартного образца полиэтилена низкого давления.

Колбу с остатком прилипших к стенкам укрупненных частиц неорганического наполнителя Т10 высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 70-75 С о и давлении 66,5-133 Па до постоянной массы. По разности массы колбы с ос- 40 татком .и пустой определяют массу наполнителя. Полученный водный солянокислый слой соединяют с промывными водами, полученными при промывке ксилольного слоя, упаривают и опре45 деляют массу сухого остатка аналогичным образом. Массу наполнителя определяют по сумме веса масс сухих остатков. Качественный состав сухого остатка определяют эмиссионными . 50 спектральным анализом, который пока-. зывает наличие титана. Общая длительность анализа 3 ч.

Пример 2. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но 55 используют полиолефиновую композицию, состоящую из полиэтилена высокого давления и ЗОЪ мела, и добавляют 0,73 r соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 1,46:1) в виде 10 мл 2н. раствора.

Полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют методом ИКспектроскопии. ИК-спектр образца име-65 ет основные полосы поглощения 3.4;

6.8; 7.4 и 14 мк. Характерной полосой является полоса поглощения

11 27 мк (боковые винилиденовые группы), т.е. полностью совпадает с

ИК-спектром стандартного образца полиэтилена высокого давления.

Качественное определение элементов наполнителя-.мела (карбонат. кальция) методом эмиссионной сйектроскопии .показывает наличие кальция. Общая длительность анализа около 3 ч.

Пример 3. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композицию, состоящую из полипропилена и

40% талька, и добавляют 1,46 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 2,92:1) в виде

20 мл 2н. раствора.

Полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют методом

ИК-спектроскопии. ИК-спектр образца имеет основные полосы поглощения.3.4; 6.8; 7.4; 8.7; 10.3; 14.8 мк

Т.Е полностью совпадает с ИК-спектром стандартного образца полипропилена.

Качественное определение элементов наполнителя - талька (48iO -ЗМ90»

«Н О) методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие кремния и магния. Общая длительность процесса

3 ч.

Hp и м е р 4. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую ком озицию, состоящую из полиэтилена низкого давления и 90Ъ феррита бария, и добавляют 1,825 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала (3,65:1) в виде 25 мл 2н. раствора. Полученную смесь кипятят в течение 40 мин. Полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют методом ИК-спектроскопии, как полиэтилен низкого давления.

Содержание феррита бария (Ге20 »

«ВаО) в процессе отделения определяется аналогично определению T10g в примере 1. Качественной определение элементов наполнителя — феррита бария (Ре20 . ВаО) методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие железа и бария. Общая длительность процесса — 3 ч 10 мин.

Для индентификации неизвестного наполнителя композиционного материала сначала проводят определение содержания зольного остатка образца.

Для этого сжигают определенную массовую часть образца в фарфорОвом тигле при постепенном повышении температуры от 450 до 650 С в муфельной печи, Оставшуюся эолу прокали1060975

Составитель В. Балгин

Редактор С.Лиснна Техред Т.Маточка Корректор И.Муска

Заказ 10028/43 Тираж 873 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вают до постоянной массы при 850 С.

Затем рассчитывают необходимое количество соляной кислоты.в зависимости от количества золы, т.е.

4-7:1.

П р и.м е р 5. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но . используют нолиолефиновую композицию, состоящую из блоксополимера пропилена {95%) с этиленом (5%) и

40% каолина, и .добавляют 1,46 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала .2,92:1) в виде

20 мл 2н. раствора. Полученную прозрачную пленку. идентифицируют методом ИК-спектроскопий. ИК-спектр образца имеет основные полосы, совпадающие со спектром блоксополимера пропилена с этиленом. Состав соцолимера определяется по интенсивности полосы 8,7 мк и представляет собой блоксополимер пропилена (95%) и этилена (5%).: Качественное определение элементов наполнителя - каолина (AR<+ 23102 2Я О) методом .эмиссионной спектроскопии показывает наличие кремния .и алюминия. Общая длительность анализа - 3 ч.

Пример 6. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композицию, состоящую из сополймера этилена (90%). с винилацетатом (10%) и 30% мела, и добавляют 0,73 r соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 1,46:1) -в виде 10 мл 2н. раствора. Полученную прозрачную пленку идентифицируют методом ИК-спектроскопии. HK-спектр образца имеет основные полосы по®О глощения, совпадающие со спектром сополимера этилена с винилацетатом.

Состав сополймера.определяют по ..интенсивности полосы 5,7 мк и представляет собой сополимер этилена

15 (90%) с винилацетатом (10%). Качественное ойределение элементов наполнителя - мела (карбонат кальция) методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие кальция. рО Общая продолжительность анализа .!Около 3 чэ

Таким образом, предлагаемый способ позволяет полностью выделить поли- . олефин из композиционного материала и провести точный анализ методом

ИК-спектроскопий. Предлагаемый способ характеризуется незначительной дли тельностью процесса, простотой методики, применяемого оборудоваиия и не требует. применения токсйчных веществ.