分析测试催化溴加成法测定聚氯乙烯中总不饱和双键的含量王桂花,张美珍(北京化工大学理学院,北京100029)用HgAc催化溴加成法测定聚氯乙烯(PVC)中总不饱和双键的含量,研究了总不饱和双键的含量与热稳定性的关系,测定了优化前。优化中。优化后6个PVC样品,结果发现,随着热氧老化时间的增加,PVC样品中的总不饱和双键的含量增加,优化后的PVC样品比优化前。优化中的样品中总不饱和双键的含量低。
聚氯乙烯;总不饱和双键;溴加成聚氯乙烯(PVC)是常用的塑料品种之一,具有广泛的用途,但PVC在加工、储存和使用过程中会因脱氯化氢而降解和交联,使其力学和化学性能下降,且着色变黄,其主要是由于PVC键中有多种弱结构,如头一头结构、不饱和双键、活性氯结构、支链结构及二氯末端结构等。已有很多研究报道涉及PVC弱结构与热稳定性的关系本工作用HgAc催化溴加成法测定总不饱和双键的含量,并研究了总不饱和双键含量与PVC热稳定性的关系,用以指导PVC生产过程的优化。
1试验部分11仪器与试剂电热恒温水浴锅;电热鼓风干燥器(上海沪南科器联营厂)磁力搅拌器(上海南汇电讯器材厂制)乙酸汞:0. 25mol/L溴原液:4g液态溴溶于100ml四氯化碳,用氯化钙干燥,过滤后置于暗处;0.025mol/L的溴试液:用二氯乙烷稀释溴原液10倍;KI溶液:20%HCl溶液:6mol/L;硫代硫酸钠:01mol/L;淀粉溶液:1%PVC样品:新疆石河子化工厂提供,1、2号样品为优化前样品,3、4号样品为优化中样品,5、6号样品为优化后样品。
12试验方法1.2.1催化溴加成法测定双键的含量瓶中,加入15ml二氯乙烷,放入70*C的水浴中加热溶解1.5h,取出,冷却至室温。然后边搅拌边滴入1ml乙酸汞,静置25min后,边滴边摇加入2ml时间使其充分反应后,将上述溶液注入25ml10%KI水溶液中(用5ml二氯乙烷分别洗容量瓶数次并入KI溶液中)加入磁子及淀粉溶液,放在磁力搅拌器上,用Na2S2O3标准溶液滴定,得到消耗Na2S2O3标准溶液的体积。
为了准确测定PVC中总不饱和双键的含量,必须消除杂质及其它因素的影响,故进行了空白试验。
聚氯乙烯中总不饱和双键含量的计算式为含双键的物质的量数计,103;C为NB2S2O3的浓度,mol/L;V0为空白试验消耗Na2S2O3的体积,ml;Vi为PVC样品消耗Na2S2O3的体积,ml;M为氯乙烯单元的相对摩尔质量62 1.22PVC热氧稳定性的研究*C恒温,将PVC粉末放入烘箱中,用催化溴加成法测定不同的热氧老化时间后的PVC粉末的总不饱和双键的含量。依据不同热氧老化时间的样品的总不饱和双键含量的变化,说明PVC样品的热稳定性情况。
2结果与讨论1*佳反应时间的选择1节方法准确称取约250mg1号PVC王桂花(1963―),女,北京市人,硕士,讲师,电话010― 64434897激式液二烷£5丨。蜡封置于暗处i!定blishinl金项」九五重点篦!关项目(6:55=)。cki.net样品置于暗处,研究PVC的双键与溴加成时间长短对PVC中总不饱和双键含量的影响,结果见表1.由表1可见,随反应时间的增加,PVC中总不饱和双键含量不断增大,但当反应时间超过16h后,测得的PVC中总不饱和双键含量变化不大,这说明16h左右溴与双键加成反应趋于完全。为使双键充分与溴加成,本试验选择反应时间为20h.表1不同反应时间聚氯乙烯中总不饱和双键含量的测定反应时间1双键含量/10 22优化前后PVC中总不饱和双键含量的比较~6号PVC样品,测得总不饱和双键的含量,结果见表2.由表2可看出,优化后的PVC样品比优化前的初始总不饱和双键的含量要低,说明聚合配方和工艺条件的优化促使了总不饱和双键含量的降低。
表2 16号聚氯乙烯中总不饱和双键含量的测定样品量/g消耗NaOg体积/ml总双键含量/103 1号2号3号4号5号6号空白23热氧老化时间与总不饱和双键含量的关系以5号样品为例,研究了PVC样品热氧老化不同时间后总不饱和双键含量的变化,结果见表3.由表3可看出,随着热氧老化时间的增加,PVC样品中总不饱和双键含量增加。在10min以前,双键含量变化较平稳;在10min以后双键含量随老化时间延长而增加,说明开始脱出的氯化氢具有催化作用;20min后双键含量又趋于平稳,这与热重分析法脱氯化氢的分解速率的趋势是一致的。
表3不同热氧老化时间所对应的总不饱和双键含量的变化老化时间/样品质量/g总双键含量/103空白3结论用催化溴加成法测定优化前、优化中、优化后样品的总不饱和双键的含量,证实优化后的PVC样品中总不饱和双键的含量明显减少,且对热氧老化的PVC树脂中的总双键含量进行测定,结果证明随着PVC热氧老化程度的加深,总不饱和双键含量上升,与红外光谱法、紫外光谱法测得的结果相符。丨