Способ количественного определения концевых групп полиамидов

Способ количественного определения концевых групп полиамидов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.У1с с

Й ИС АН

Союз Советскнк

Социалисткческкк

Республик

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<» 76379О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6| ) Дополнительное к авт. саид-ву с (22) Заявлено 24.07.78 (21) 2647593/23 — 05 с присоединением заявки М (28) Приоритет (5! )М. Кл.

G 01 и 31/32

Воударстеенный комитет

СССР

Опубликовано 15.09.80, Бюллетень J% 34

Дата опубликования описания 15.09.80 ао делан нзобретеннй н открытнй (53) УДИМ 678.675 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Н. Зеленина и Г. И. Мнгачев (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕВЪ|Х ГРУПП ПОЛИАМИДОВ

Изобретение относится к аналитической химии полимеров н может быть использовано при анализе концевых групп полнамидов.

Известен способ количественного определения концевых групп полиамидов, основанный на измерении вязкости растворов полиамидов (1) .

Недостатком этого способа является невозможность раздельного определения различнь1х концевых групп, которые определяются лишь совместно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, осуществляемый путем кислотно-основного титрования растворов полиамидов, который позволяет определить карбоксильные и аминогруппы полиамндов. Способ основан на присоединении соляной кислоты свободными аминогруппами полиамида. Количество связанной кислоты определяют обратным титрованием раствором едкого патра. Для определения концевых групп применяют полиамид, переосажденный из фенола в виде белого порошка, Определение карбоксильных групп полнамидов основано на кондуктометрическом титровании раствора полиамида в бенэнловом спирте. Бенэиловый спирт применяют свежеперегнанный, фракция

202 — 204 С. Растворяют порошок полимера в

5 бензиловом спирте при 150 С с пропусканием азота 5 — 10 мин (на масляной бане). После растворения охлаждают до 60 и титруют кондуктометрически с платиновым электродом

0,1 н. раствором едкого кали в этиленглико10 ж )2).

Недостатками этого способа анализа являются невозможность раздельного определения концевых.амино- и карбоксилатных групп в полиамидах, полученных прн полимеризации в присутствии щелорей; длительная подготовка порошка полиамидов (48 — 50 ч); связанная с растворением полимера в феноле, последующим осаждением полимера, длительной отмывкой от фенола и сушкой порошка до постоянного веса. Кроме того, применяют два метода, Карбоксильные группы определяют с примене: нием дорогостоящего платинового электрОда.

3 7

Цель изобретения — возможность раздельного определения амино- и карбоксилатных групп при упрощении процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе количественного определения концевых групп полиамидов, полученных полимеризацией лактамов в присутствии щелочей, основанном на кислотно-основном титровании растворов полиамидов, раствор полиамида в диметилформамице при 90 — 100 С обрабатывают избытком солянокислого раствора формальдегида, взятого в 1,8 — 2,5-кратном избытке от требуемого количества, рассчитанного по вязкости, продукт осаждают водой, взятой в отношении 1 — 5:! к объему диметилформамида, и фильтрате титруют избыток кислоты по индикатору тимолфталеину, после чего в фильтрат добавляют раствор сульфита натрия до . концентрации 0,8 — 4 мол.% с последующим титрованием раствором соляной кислоты до исчезновения окрашивания.

Способ заключается в растворении навески полиамида в диметилформамиде при кипении (155 С). Затем раствор охлаждают до 90— о

100 С и обрабатывают избытком раствора формальдегида в растворе соляной кислоты, тщательно перемешивают и осаждают полимер добавлением дистиллированной воды до определенного объема всех растворов с таким расчетом, чтобы содержание диметилформамида в растворе составляло менее 50%. При содержании диметилформамида в растворе более

50% остается незначительная часть олигомеров в фильтрате, которые выпадают в осадок при дальнейшем разбавлении во время титрования аликвотной части фильтрата растворами щелочи и кислоты и затрудняют титрование. После титрования избытка кислоты раствором щелочи по индикатору тимолфталеину в эту же колбу добавляют раствор сульфита натрия до концентрации преимущественно 20% (более двухэквивалентного количества формальдегида) и выделившуюся щелочь по реакции с избыточным количеством формальдегида оттитровывают раствором кислоты с тем же индикатором.

По второму титрованию рассчитывают содер жание аминогрупп, по первому с учетом второго титрования — содержание солевой формы карбоксильных групп. Продолжительность определения в зависимости от величины частиц (гранул) 0,5 — 2,5 ч;

Способ позволяет раздельно определять в одной навеске содержание солевой формы карбоксильных групп (карбоксилата натрия) и аминогруппы в полиамидах анионной полимеризации с применением дешевых, доступных реактивов и исключает необходимость предварительной длительной (48 — 50 ч) подготовки

63790 4 порошка полиамидов для анализа. Кроме того, возможно определение амино- и солевой формы карбоксильных групп в капролоне и дек лоне.

Пример. Навеску 2 — 5,0 г (в зависимости от предполагаемого содержания солевой формы карбоксильных- и аминогрупп) полиамида отвешивают с точностью до 0,0002 r в конической колбе вместимостью 150 мл с притертой пробкой. Добавляют пипеткой

25 — 50 мл диметилформамида, подсоединяют к обратному холодильнику и кипятят (155 С) на песчаной (или масляной) бане до растворения навески. Охлаждают до 90-100 Ñ и добавляют пипеткой 1Π— 25 мл 0,1 н раствора формальдегида в 0,1 н растворе соляной кислоты при перемешивании. Затем добавляют пипеткой 25 мл дистиллированной воды, тщательно перемешивают и фильтруют с применением водоструйного насоса.

Отбирают пипеткой 50 мл филь|рата в коническую колбу, добавляют индикатор тимолфталеин и титруют 01 н раствором едкого натра до появления синего окрашивания (расход д щелочи а мл) .

К оттитрованному раствору добавляют

10 мл 15%-ного (нейтрального по индикатору тимолфталеину) раствора сульфита натрия, перемешивают и титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты до перехода синего цвета раствора в бесцветный (расход кислоты 6 мл).

Параллельно проводят контрольное определение.

Содержание аминогрупп в процентах рассчитывают по формуле (8-8 ) к 0,0016 ° 100 v<

P Vn где 8 — объем 0,1 н. раствора соляной кис40 лоты, израсходованный на второе контрольное титрование, мл;

8< — о9ъем 0,1 н раствора соляной кислоты, израсходованный на второе титрование испытуемого фильтрата, мл;

0,0016 — количество аминогрупп, соответству° ющее одному мл точно 0,1 н. раствора соляной кислоты, г;

К вЂ” коэффициент пересчета для приведения раствора соляной кислоты к точно 0,1 н;

Чх — общий объем всех растворов, мл;

Р— навеска полимера, г;

Ч вЂ” объем пипетки, мл.

Содержание карбоксилата натрия (х ) a

1 процентах рассчитывают по формуле

55 (o -О g) М g 0,0067 100 V

1 V„ где а — объем 0,1 н. раствора едкого натра, 0,0067—

Таблица 1

Полиамиды

0,014

Капролон партии I

«Ю,001

Ю 001. 0,020

0 058

0,013 ф),001 ф) 001

0,020

0 057

0,028 3 х0,001

+О 01

<1,001

0,04

0,12

0,027 4

0,04

0,11 т0,01

5 0,042

Ю,001

+0,01

+2,38

+5,55

0,06 0,18

+0,001

+О 01, +2,44

+5,90

0,06

0,17

Деклон партии 1

0,013

«+7,70

+1,76

+0 001

+0,001

0,057

0,020

0,014

+О 001

Ю,001

+7,15

+1,98

0,020

0,058

3 0,020

10 001 0,001

+5,00

«+1 08

0,03

0,092

+2,94

0,00

4 0,034

Щ001

0,00

0,05

0,15

«0001

0,00, 5 0,035

+2,86

0,00

0,15

0,05

5 763 израсходованный на первое контрольное тнтрование, мл; объем 0,1 и. раствора едкого патра, израсходованный на первое титрование испытуемого фильтрата, мл; козффициент пересчета для приведения раствора едкого иатра к точно 0,1 н; количество карбоксилата натрия, Капролон партия 6 0 041

В табл. 1 представлены средине результаты

10-ти параллельных определений.

В табл. 2 представлены сопоставительные

790 6 соответствуюшее одному мл точно

0,1 н. раствора едкого патра, r, Продолжительность определения 0,5 — 2,5 ч.

Погрешность определения лри содержании концевых групп менее 0,1% лежит в пределах

f, 10,0% относительных.

В табл. 1 представлены результаты количественного определения концевых групп йолиамидов анионной полимеризации.

+3,56

+8,32

+3,70

+9,10 данные анализа концевых групп полиамидов анионной полимеризации предложенным и известными способами.

763790

Таблица 2

Исследуемый объект

0,17

0,042

0,084

0,00

Капролон партии 1

0,042

0,17

0,084

0,00

0,21

0,098

0,049

0,00

0,048

0,096

0,20

0,00

0,092

0,00

0,046

0.,1 9

0,18

0,091

0,046

0,00

Таблица 3

Исследуемый объект

0,17

0,16

0,042

0,042

Капролон партии 1

0,17

0,17

0,042

0,041

0,21

0,2!

0,048

0,049

0,048

0,20

0,048

0,20

0,046

0,18

0,19

0,046

0,18

0,047

0,19

0,046

В табл. 3 представлены данные, подтверждающие высокую точность результатов анализа.

Оценка точности предлагаемого способа проТаким образом, использование изобретения позволит упростить анализ полиамидов вследствие возможности определения различных по характеру концевых групп полиамндов непосредственно в одной навеске полимера и увеличить скорость выполнения анализа в 20—

25 раз, Формула изобретения

Способ количественного определения концевых групп полиамидов, полученных полимериведена в сопоставлении с количеством концевых групп, рассчитанных по вязкости и с учетом введенного катализатора. зацией лактамов в присутствии щелочей, основанный на кислотно-основном титрованин растворов полиамидов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью раздельного определения амнно- и карбоксилатных групп при упрощении процесса, раствор полиамида в днметилформамиде обрабатывают прн 90 — 100 С избытком солянокислого раствора формальдегида; взятого в 18 — 2,5-кратном избытке .от требуемого количества, рассчитанного по вязкости, продукт осаяцрют водой, взятой в отношении 1 — 5:1 к объему диметилформамида, в фильтрате титруют избыток кислоты по индикатору тимол763790

Составитель Ю. Рокачевская

Техред И. Асталош. Корректор М. Пожо

Редактор О. Колесникова

Заказ 6596/14 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 фталеину, после чего в фильтрат добавляют раствор сульфита натрия до концентрации

0,8 — 4 мол.% с последующим титрованием раствором соляной кислоты до исчезновения окрашивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1О !. Коршак В, В., Фрунзе Т. М. Синтетические гетероцепные полиамиды. М., Изд.

АН СССР, 1962, с. 319.

2. Контроль производства химических волокон. Справочное пособие. Под ред. Пакшвера А.Ъ; и Конкина А. А.,иэд. 2-ое, М., "Химия", 1967, с. 297, 300 (прототип) .