Способ выделения полиолефина из композиционного материала на его основе

 

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.