高分子材料的鑒別和分析下講解學習

1、高分子材料的鑒別和分析下（二）天然橡膠（二）天然橡膠lWeber試劑進行試驗試劑進行試驗l原理原理l基于基于溴化的橡膠溴化的橡膠與與苯酚苯酚能形成能形成有色化合物有色化合物 l方法：方法：l丙酮萃取試樣丙酮萃取試樣l試樣溴試樣溴/四氯化碳溶液四氯化碳溶液水浴上緩慢升溫至水浴上緩慢升溫至沸點直至不留痕量的溴沸點直至不留痕量的溴加入苯酚加入苯酚/四氯化碳四氯化碳溶液溶液幾分鐘內(nèi)出現(xiàn)紫色說明是天然橡膠幾分鐘內(nèi)出現(xiàn)紫色說明是天然橡膠l當天然橡膠與其它橡膠的混合物中天然橡膠含量不多時，當天然橡膠與其它橡膠的混合物中天然橡膠含量不多時，紫色出現(xiàn)較慢紫色出現(xiàn)較慢 橡膠品種橡膠品種苯酚溶液中的顏色苯酚溶液中的

2、顏色接著滴入其它溶劑中的顏色接著滴入其它溶劑中的顏色氯仿氯仿醋酐醋酐醚醚醇醇煙片煙片皺片皺片天然膠乳天然膠乳巴拉塔樹膠巴拉塔樹膠聚硫橡膠聚硫橡膠丁腈橡膠丁腈橡膠丁腈橡膠丁腈橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠紫色紫色紫色紫色棕紫色棕紫色深紅色深紅色灰草黃色灰草黃色橙棕色橙棕色黃棕色黃棕色紅棕色紅棕色淺紫色淺紫色淺紫色淺紫色紅橙色紅橙色淺紫色淺紫色灰黃色灰黃色黃色黃色暗黃色暗黃色紅紫色紅紫色淺紫色淺紫色淺紫色淺紫色灰黃色灰黃色紅紫色紅紫色灰黃色灰黃色黃橙色黃橙色黃色帶黃色帶白色沉淀白色沉淀白色帶白色帶棕色沉淀棕色沉淀淺紫色淺紫色灰棕色灰棕色黃棕色黃棕色灰棕色灰棕色淺黃色淺黃色無色無色黃色帶黃色帶白色沉淀白色沉淀

3、棕色帶棕色帶 黑色沉淀黑色沉淀淺紫色淺紫色淺紫色淺紫色橙黃色橙黃色黑棕色黑棕色灰草黃色灰草黃色檸檬黃檸檬黃黃色帶黃色帶棕色沉淀棕色沉淀白色帶白色帶 棕色沉淀棕色沉淀丁苯橡膠丁苯橡膠 綠灰色綠灰色 幾乎無色，略帶混濁幾乎無色，略帶混濁天然橡膠（補充）天然橡膠（補充）l煙膠片是橡膠的一種，就是天然橡膠的生膠煙膠片是橡膠的一種，就是天然橡膠的生膠l制作方法不同：制作方法不同： 天然橡膠按制造工藝和外形的不同，分為天然橡膠按制造工藝和外形的不同，分為煙片膠煙片膠、顆粒顆粒膠膠、縐片膠縐片膠和和乳膠乳膠等。但市場上以煙片膠和顆粒膠為主等。但市場上以煙片膠和顆粒膠為主l煙片膠是經(jīng)凝固、干燥、煙熏等工藝而制

4、得。煙片膠一般按外煙片膠是經(jīng)凝固、干燥、煙熏等工藝而制得。煙片膠一般按外形來分級，分為特級、一級、二級、三級、四級、五級等共六形來分級，分為特級、一級、二級、三級、四級、五級等共六級，達不到五級的則列為等外膠；級，達不到五級的則列為等外膠；l顆粒膠則是經(jīng)凝固、造粒、干燥等工藝而制得，稱標準膠。顆顆粒膠則是經(jīng)凝固、造粒、干燥等工藝而制得，稱標準膠。顆粒膠則一般按國際上統(tǒng)一的理化效能、指標來分級，這些理化粒膠則一般按國際上統(tǒng)一的理化效能、指標來分級，這些理化性能包括雜質含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、揮發(fā)物性能包括雜質含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、揮發(fā)物含量、灰分含量及色澤指數(shù)等七項。其

5、中以雜質含量為主導性含量、灰分含量及色澤指數(shù)等七項。其中以雜質含量為主導性指標，依雜質之多少分為指標，依雜質之多少分為5L、5、10、20及及50等共五個級別等共五個級別煙片膠煙片膠皺片膠皺片膠（三）丁苯橡膠（三）丁苯橡膠l聚苯乙烯、聚苯乙烯、ABS和丁二烯和丁二烯苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物偶氮染料試驗鑒別法偶氮染料試驗鑒別法l含有氮而得以區(qū)分含有氮而得以區(qū)分l試樣與硝酸反應，鋅粒還原，亞硝酸鈉重氮試樣與硝酸反應，鋅粒還原，亞硝酸鈉重氮化，化，萘酚的堿溶液萘酚的堿溶液 進行顯色進行顯色偶氮染料反應檢測偶氮染料反應檢測SBRl試樣試樣12g（丙酮萃取）與丙酮萃?。┡c20mL硝酸硝酸（d = 1.4

6、2g/cm3）一起回流一起回流1hl100mL蒸餾水稀釋，乙醚萃?。ㄈ握麴s水稀釋，乙醚萃?。ㄈ?0，25，25mL）l合并萃取液，合并萃取液，15mL蒸餾水洗滌一次，棄掉水層蒸餾水洗滌一次，棄掉水層l乙醚層用乙醚層用15mL1mol/L氫氧化鈉萃取三次，合并堿液層氫氧化鈉萃取三次，合并堿液層l最后再用最后再用20mL蒸餾水洗滌乙醚層，將洗液與堿液合并，蒸餾水洗滌乙醚層，將洗液與堿液合并，以濃鹽酸調(diào)節(jié)到恰呈酸性，然后加入以濃鹽酸調(diào)節(jié)到恰呈酸性，然后加入20mL濃鹽酸濃鹽酸l在蒸汽浴上加熱，接著加入在蒸汽浴上加熱，接著加入5g鋅粒還原，冷卻后加入鋅粒還原，冷卻后加入2mL0.5mol/L亞硝酸

7、鈉亞硝酸鈉l將此重氮化了的溶液倒入過量的將此重氮化了的溶液倒入過量的-萘酚的堿溶液中。若萘酚的堿溶液中。若形成紅色溶液，表明有丁二烯形成紅色溶液，表明有丁二烯-苯乙烯共聚物，而聚苯苯乙烯共聚物，而聚苯乙烯則生成黃色溶液乙烯則生成黃色溶液 （四）丁基橡膠（四）丁基橡膠l汞化試驗汞化試驗l試樣裂解試樣裂解濾紙（過氧化汞硫酸）濾紙（過氧化汞硫酸）金黃色金黃色斑點斑點丁基橡膠丁基橡膠l聚異丁烯和聚丙烯有正反應聚異丁烯和聚丙烯有正反應l乙丙橡膠只有乙丙橡膠只有很淡的黃色很淡的黃色l二烯烴則產(chǎn)生二烯烴則產(chǎn)生棕色棕色異丁烯和少量異戊二烯合成異丁烯和少量異戊二烯合成 （五）氯磺化聚乙烯（五）氯磺化聚乙烯l取約

8、取約10mg經(jīng)粉碎的試樣與經(jīng)粉碎的試樣與3mL吡啶一起加熱，使試樣吡啶一起加熱，使試樣至少能部分溶解，加入至少能部分溶解，加入25mg 2-氨基芴（氨基芴（致癌物！致癌物?。＃?。在在1h內(nèi)生成微紅色表明有內(nèi)生成微紅色表明有-SO2Cl基團基團l（補充復習）氯化橡膠（補充復習）氯化橡膠/氯丁橡膠的辨別氯丁橡膠的辨別l氯化橡膠形成氯化橡膠形成CH2Cl端基端基硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉二氧化硫二氧化硫而得到鑒定。氯丁橡膠則由于只含仲、叔結合的氯，而得到鑒定。氯丁橡膠則由于只含仲、叔結合的氯，不發(fā)生這個反應。不發(fā)生這個反應。二、丁二烯含量的定量分析二、丁二烯含量的定量分析l方法：方法：l試樣純對二氯苯試

9、樣純對二氯苯加熱沸騰溶解加熱沸騰溶解冷卻冷卻加氯仿加氯仿加加Wijs溶液（溶液（純一氯化碘純一氯化碘/四氯化碳四氯化碳溶劑溶劑）暗處靜置暗處靜置加入碘化鉀溶液（以淀加入碘化鉀溶液（以淀粉為指示劑）粉為指示劑）硫代硫酸鈉溶液滴定游離碘硫代硫酸鈉溶液滴定游離碘l丁二烯的百分含量（丁二烯的百分含量（%）lV V0 0 滴定空白所需硫代硫酸鈉溶液的體積滴定空白所需硫代硫酸鈉溶液的體積lVV滴定試樣所需硫代硫酸鈉溶液的體積滴定試樣所需硫代硫酸鈉溶液的體積lcc硫代硫酸鈉溶液的濃度硫代硫酸鈉溶液的濃度lm m為試樣的質量為試樣的質量 l注意試樣中不能有除丁二烯外的其它不飽和基注意試樣中不能有除丁二烯外的其

10、它不飽和基團團0101000mV)c(V54.10聚異丁烯含量測定聚異丁烯含量測定l氧化法氧化法l試樣處理：試樣處理： 試樣試樣丙酮萃取丙酮萃取試劑完全分解（鉻酸洗液）試劑完全分解（鉻酸洗液）水蒸水蒸氣蒸餾氣蒸餾通空氣通空氣醋酸醋酸l滴定分析滴定分析l酚酞作指示劑酚酞作指示劑l標準溶液：標準溶液：0.1mol/L0.1mol/L的氫氧化鈉的氫氧化鈉l醋酸氫氧化鈉醋酸氫氧化鈉醋酸鈉醋酸鈉l計算聚異丁烯含量時，必須注意實際生成的醋酸只能達計算聚異丁烯含量時，必須注意實際生成的醋酸只能達到其理論收率的到其理論收率的70%70% 第六節(jié)第六節(jié) 添加劑添加劑l添加劑種類繁多，同一產(chǎn)品內(nèi)含有多種添添加劑種

11、類繁多，同一產(chǎn)品內(nèi)含有多種添加劑加劑l常用的添加劑種類常用的添加劑種類l一、增塑劑一、增塑劑l二、抗氧劑二、抗氧劑l三、填料三、填料l四、防老劑四、防老劑l五、硫化劑五、硫化劑一、增塑劑一、增塑劑l增塑劑的增塑機理？增塑劑的增塑機理？l增塑劑主要是酯類化合物增塑劑主要是酯類化合物l鄰苯二甲酸二丁酯鄰苯二甲酸二丁酯l磷酸酯磷酸酯l己二酸酯己二酸酯l癸二酸、壬二酸或脂肪酸的酯癸二酸、壬二酸或脂肪酸的酯增塑劑應用增塑劑應用l聚氯乙烯的增塑劑聚氯乙烯的增塑劑l醇的碳原子數(shù)為醇的碳原子數(shù)為810的酯的酯l纖維素酯、丙烯酸類樹脂和丁腈橡膠纖維素酯、丙烯酸類樹脂和丁腈橡膠l較小的醇的酯較小的醇的酯l非極性的

12、高分子：天然橡膠、丁苯橡膠非極性的高分子：天然橡膠、丁苯橡膠l礦物油做增塑劑礦物油做增塑劑有機硅油有機硅油增塑劑的化學分析增塑劑的化學分析 l萃取分離萃取分離l從塑料中分離出的增塑劑，是混合物，從塑料中分離出的增塑劑，是混合物， 在鑒別之前在鑒別之前必要進一步分離必要進一步分離l初步判別的方法初步判別的方法l萃取物溶于四氯化碳，用質量濃度分別為萃取物溶于四氯化碳，用質量濃度分別為15 g/L、20 g/L、30 g/L和和40 g/L的異丙醚洗提，測量洗提各級分的異丙醚洗提，測量洗提各級分的密度、折射率、沸點以及用紫外光譜測定的密度、折射率、沸點以及用紫外光譜測定l另一種方法是真空分餾萃取液，

13、在判別的同時就進另一種方法是真空分餾萃取液，在判別的同時就進行了分離工作。行了分離工作。l經(jīng)萃取得到的增塑劑最好進行一次精餾，然后測定其密經(jīng)萃取得到的增塑劑最好進行一次精餾，然后測定其密度、折射率和沸點，然后根據(jù)文獻值進行初步鑒定，一度、折射率和沸點，然后根據(jù)文獻值進行初步鑒定，一般試樣只需幾滴即可般試樣只需幾滴即可 二、抗氧劑二、抗氧劑l萃取法進行分離萃取法進行分離l抗氧劑都是小分子化合物，很容易溶于普通有機溶抗氧劑都是小分子化合物，很容易溶于普通有機溶劑中，所以可用后再測定劑中，所以可用后再測定 l常用抗氧劑常用抗氧劑：l抗氧劑抗氧劑4426 ：4，4-甲撐雙（甲撐雙（2，6-二叔丁基苯酚

14、）二叔丁基苯酚）l抗氧劑抗氧劑PL-10：亞磷酸酯三（：亞磷酸酯三（2，4-二特丁基苯基）二特丁基苯基）酯酯 l抗氧劑抗氧劑1010：四四- (3,5 - 二叔丁基二叔丁基- 4 -羥基苯基羥基苯基)丙丙酸季戊四醇酯酸季戊四醇酯lB-900：抗氧劑抗氧劑1076與抗氧劑與抗氧劑168的復配物的復配物 抗氧劑定性鑒別抗氧劑定性鑒別 l酚類酚類l向向萃取液萃取液中加幾滴稀中加幾滴稀氫氧化鈉氫氧化鈉溶液，再加幾溶液，再加幾滴質量濃度為滴質量濃度為10g/L的的氟硼酸的氟硼酸的4-硝基苯重氮硝基苯重氮鹽甲醇溶液鹽甲醇溶液，若有酚類抗氧劑會出現(xiàn)有色偶，若有酚類抗氧劑會出現(xiàn)有色偶氮染料氮染料測試方法的科學

15、性分析測試方法的科學性分析l增塑劑酸值和皂化值的測定增塑劑酸值和皂化值的測定l增塑劑元素分析增塑劑元素分析l抗氧劑分析抗氧劑分析l上述分析方法的存在爭議上述分析方法的存在爭議l高分子殘基高分子殘基l熱分解小分子熱分解小分子l引發(fā)劑殘留引發(fā)劑殘留l助劑成分十分復雜助劑成分十分復雜l提純難度高，化學分析可行度不高提純難度高，化學分析可行度不高三、填料分析三、填料分析l主要針對無機填料主要針對無機填料l填料在聚合物材料中的作用？填料在聚合物材料中的作用？l常用的填料有哪些？常用的填料有哪些？l有機填料有機填料l無機填料無機填料l分離和定量分析的方法分離和定量分析的方法l灰化法灰化法l溶解法溶解法 （

16、一）灰化法（一）灰化法l高溫下焙燒高溫下焙燒l將含填料的高聚物在高溫下焙燒，高聚物被燒掉，將含填料的高聚物在高溫下焙燒，高聚物被燒掉，剩下無機填料剩下無機填料l有機填料就不可用有機填料就不可用l加熱溫度一般應控制在加熱溫度一般應控制在 左右？左右？l因為在高溫下填料會因分解或失去結晶水而有質量因為在高溫下填料會因分解或失去結晶水而有質量損失，而低溫下高聚物材料分解不完全，所以加熱損失，而低溫下高聚物材料分解不完全，所以加熱溫度要嚴格控制溫度要嚴格控制l加熱溫度控制加熱溫度控制l熱塑型的高聚物熱塑型的高聚物l熱固型的高聚物熱固型的高聚物（二）溶解法（二）溶解法l對對未交聯(lián)高聚物材料未交聯(lián)高聚物材

17、料，常能選擇適當?shù)娜軇?，常能選擇適當?shù)娜軇⒏呔畚锶芙猓粝绿盍细呔畚锶芙?，而留下填料l對交聯(lián)高聚物或其它難溶高聚物，則可用化學對交聯(lián)高聚物或其它難溶高聚物，則可用化學分解的方法如水解、酸解等使高聚物分解而溶分解的方法如水解、酸解等使高聚物分解而溶于溶劑于溶劑 l適用于有機填料的分離適用于有機填料的分離四、防老劑四、防老劑 l常用的防老劑大都是抗氧劑，兼有其它方面的防護作用常用的防老劑大都是抗氧劑，兼有其它方面的防護作用l常用的防老劑常用的防老劑l胺類胺類l防護效果最為突出，也是發(fā)現(xiàn)最早、品種最多的防護效果最為突出，也是發(fā)現(xiàn)最早、品種最多的一類。它的主要作用是抗熱氧老化、抗臭氧老化，一類。

18、它的主要作用是抗熱氧老化、抗臭氧老化，并對銅離子、光和屈撓等老化的防護也有顯著的并對銅離子、光和屈撓等老化的防護也有顯著的效果效果l酚類酚類l雜環(huán)類等幾大類雜環(huán)類等幾大類五、硫化劑五、硫化劑l硫化不飽和橡膠硫化不飽和橡膠l常采用的傳統(tǒng)硫化劑是常采用的傳統(tǒng)硫化劑是硫磺硫磺l對于飽和橡膠對于飽和橡膠l采用其它非硫硫化體系，其中最常用的就是采用其它非硫硫化體系，其中最常用的就是氧化氧化鋅鋅l氧化鋅是常用橡膠助劑，可在二烯烴類橡膠中作硫氧化鋅是常用橡膠助劑，可在二烯烴類橡膠中作硫化活性劑；在化活性劑；在CR中作交聯(lián)劑，在導熱橡膠制品中作中作交聯(lián)劑，在導熱橡膠制品中作填充劑，也可大量填充于對硬度要求較高的淺色制填充劑，也可大量填充于對硬度要求較高的淺色制品中。品中。硫化機理硫化機理氧化鋅的含量測定氧化鋅的含量測定 l對未知配方的硫化橡膠研究有重要的指導意義對未知配方的硫化橡膠研究有重要的指導意義l氧化鋅是剖析硫化橡膠組成的重要參數(shù)之一，氧化鋅是剖析硫化橡膠組成的重要參數(shù)之一，通過對氧化鋅的測定以及通過其他化學方法通過對氧化鋅的測定以及通過其他化學方法檢測分析檢測分析硫化體系、膠種、含膠量和配合劑硫化體系、膠種、含膠量和配合劑含量。含量。測量方法測量方法l試樣經(jīng)灰化，溶解在鹽酸中試樣經(jīng)灰化，溶解在鹽酸中l(wèi)加氯化鋁和氟化銨使加