Способ определения влажности технических продуктов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()940035 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.80 (21) 3225668/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М К .

G 01 N 25/56

Гасударственный комнтет (53) УДК 433.390 (088.8) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.82 ло делам нзобретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

О. О. Карапетян, А. И. Кожокарь, О. С. Наймарк и В. П. Сидякова

) ь.. (71) Заявитель

«

М (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к определению влажности технических продуктов и может быть использовано, в частности, для определения содержания влаги в компонентах, вводимых в состав пенополиуретановых композиций, и в композициях в целом, например, при исследовании процессов синтеза и полимеризации пенополиуретанов, или в производственных условиях.

Известен способ определения влажности, основанный на азеотропной дистилляции воды с нерастворимыми в воде ограническими жидкостями, которые предварительно тщательно перемешивают с навеской анализируемого вещества (1) .

Недостатки способа — большой расход анализируемого вещества и растворителя, длительность анализа, частичная потеря воды за счет образования эмульсии с растворителем и прилипания капель к стенкам установки, а также растворения в жидкости, заполняющей ловушку, возможность применения только для веществ, не дающих смешивающегося с водой конденсата.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения влажности технических продуктов, относящийся к газометрическим и Заключающийся в том, что содержание влаги в анализируемом веществе определяют путем учета количества ацетилена, выделившегося в результате реакции с водой карбида кальция, являющегося активным веществом, причем для получения более совершенной реакции к навеске исследуемого продукта заранее прибавляют определенное количество воды (2).

1о Недостатки этого способа, ведущие к снижению точности определения содержания влаги, состоят в гетерогенности положенной в его основу реакции, в результате чего точность определения двояко зависит от дисперсности примененного карбида кальция и степени его избытка: с одной стороны, чем тоньше измельчен порошок и чем больше его избыток, тем выше степень извлечения воды, а с другой чем он тоньше, и чем больше его избыток, го тем больше ацетилена адсорбируется на его поверхности и не учитывается при анализе; протекании при повышенных температурах побочных реакций, ведущих к дополнительному выделению ацетилена СаС2 + Са (ОН)

-2СаО + С Н 1; присутствии в карбидах

940035

3 примесей других соединений (нитрид кальция, фосфиды, сульфиды), реагирующих с водой с выделеним газов (водорода, фосфина, сероводорода):, Способ непригоден для анализа кислот, спиртов и других веществ, имеющих активный водородный атом, а также для определения содержания влаги в композициях сложного состава, где могут присутствовать наполнители, пигменты, смолообразные продукты, спирты, амины, поверхностно-активные вещества, соли олова и щелочных материалов (например, компонент А для пенополиуретанов).

Цель изобретения — повышение точности определения влажности технических продуктов.

Указанная цель достигается тем, что при определении влажности технических продуктов путем учета количества газа, выделившегося в результатет реакции активного вещества с водой, сначала смешивают навеску исходного компонента, полимеризующего под действием полиизоцианатов (например, гидроксилсодержащего олигоэфира), с навеской активного вещества, в качестве которого используют полиизоцианат, и определяют количество двуокиси углерода, выделившееся в результате реакции полиизоцианата с водой (эта реакция гомогенна, следовательно, степень избытка полиизоцианата не влияет на точность определения; кроме того, двуокись углерода-газ, значительно более плотный, чем ацетилен, значит, учесть его количество можно с большей точностью), затем во вторую навеску исходного компонента вводят навеску анализируемого продукта и смешивают получившуюся композицию с навеской полиизоцианата, после чего вновь определяют количество выделившейся двуокиси углерода, и по разности количеств двуокиси углерода, выделившихся в первом и во втором случаях (с учетом масс навесок) рассчитывают влажность анализируемого продукта (определение по разности позволяет частично скомпенсировать систематическую ошибку).

Количество выделившейся в результате реакции двуокиси углерода определяют по разности масс вступивших в реакцию веществ и получившегося полимера после удаления из него двуокиси углерода.

Для более полного удаления двуокиси углерода в процессе вспенивания в исходный компонент вводят пеногасители (поверхностно-активные вещества) .

Путем уменьшения скорости нарастания вязкости реакционной массы в исходный компонент вводят активный разбавитель (глицерин) .

Путем разрушения пены в процессе реакции реакционную массу подвергают механическому воздействию (интенсивному перемешиванию, облучению ультразвуком, вибрации, центрифугированию).

Для удаления остатков. двуокиси углерода из пор образовавшегося в результате реакции полимерного продукта поры разрушают, например, прессованием или измельчением получившегося полимера.

Пример 1. Определение влажности вещества, полимеризующегося под действием полиизоцианатов, например гидроксилсодержащего олигоэфира.

Для определения его влажности готовят преполимер, для чего смешивают в течение 2 — 3 мин полиизоцианат с активным разбавителем, например глицерином, в таких количествах, чтобы соотношение изоцианатных и гидроксильных групп было больше, чем 4: 1, затем отбирают навески полученного преполимера массой по 0,5 — 5 r в два реакционных сосуда и в первый сосуд вводят такое количество аналируемого гидроксилсодержащего олигоэфира (например, сложного олигоэфира П вЂ” 609), предвводят такое количество анализируемого гидроксилсодержащего олигоэфира (например, сложного олигоэфира П вЂ” 609) предварительно смешанного с катализатором реакции «изоцианат-вода» (третичные амины и

25 др.), чтобы общее соотношение изоцианатных и гидроксильных групп составляло 4:1, а во второй — на 1 — 10 /о больше, чем в первый. Содрежимое реакционных сосудов активно перемешивают в течение 1 — 5 мин, затем полученные смеси помешают в термошкаф с 50 — 80 С на 3 — 5 мин. По окончании процесса полимеризации разрушают поры измельчением и определяют конечные массы полимеров. Содержание влаги в анализируемом олигоэфире рассчитывают по фор35 мУле, %:

Х=М 2 100, »1- О.л где M — пересчетный коэффициент массы

40 двуокиси углерода на массу воды по реакции;

< — массы навесок анализируемого олигоэфира в первом и во втором реакционных сосудах соответст45 венно;

d,,dz - убыль общих масс после завершения реакции и измельчения продуктов из первого и второго сосудов соответственно;

50 коэффициент, равный отношению массы навески преполимера в первом сосуде к массе навески преполимера во втором сосуде.

Пример 2. Определение влажности инертных веществ, например наполнителей.

Для определения их влажности готовят преполимер, как в первом примере, но вместо активного разбавителя используют прос940035

5 той гидроксилсодержащий олигоэфир. Две равные навески преполимера массой 0,5—

5 r каждая с добавкой пеногасителя вводят в два реакционных сосуда. Во второй сосуд добавляют тонкоизмельчейный анализируемый наполнитель в количестве 5 — 15о/р от количества олигоэфира (по массе) . Дальнейшее определение проводят, как в первом примере. Содержание влаги в анализируемом наполнителе рассчитывают по формуле

X = M 1 :- d .100oo/ где М - пересчетный коэффициент массы двуокиси углерода на массу вохю ды по реакции; с1,,с(2 -убыль общим масс реакционных систем после завершения реакции и измельчения полученных полимеров из первого и второго сосудов соответственно;

С вЂ” масса навески анализируемого наполнителя.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в более полном его соответствии, по сравнению с известными способами, тем требованиям, которые предъявляются к методам количественного определения содержания влаги: вследсиве высокой реакционной способности полиизоцианатов по отношению к воде реакция протекает полностью и до конца независимо от влажности анализируемого продукта; образующиеся в результате взаимодействия изоцианата с водой амины практически мгновенно вступают в реакцию с изоцианатом, что приводит к высокой скорости связывания воды согласно принципу Ле Шателье; реак.ция является в высокой степени специфичной, так как выделение двуокиси углерода происходит практически только при взаимодействии изоцианата с водой и не отмечается при его контакте с другими веществами; реакция является одностадийной, так как продукт реакции (амины) не вступает в дальнейшее взаимодействие с водой; реакция гомогенна, поскольку в предлагаемом способе используется жидкий реактив; применяемый реактив (полиизоцианат легкодоступен, его изготовление, хранение и использование не сопряжено с какими-либо трудностями; имеются удобные и надежные критерии фиксации момента окончания реакции (по прекращению выделения газа, по прекращению разогревания реакционной смеси); молекулярная масса двуокиси углерода почти в два раза больше молекулярной массы ацетилена и в 22 раза водорода, что повышает точность учета количества выделившегося газа при гравиметрическом методе и дает преимущество по сравнению с карбидным и гидридным способами соответственно.

l5 го

Зо

6

Перечисленные преимущества обеспечивают существенное повышение точности определения влажности технических продуктов. Кроме того, сокращается время анализа, а при работе с композициями для пенополиуретанов и удобство его проведения, поскольку используемый реактив (полиизоцианат) является составной частью этих композиций.

Формула изобретения

1. Способ определения влажности технических продуктов, заключающийся в учете количества газа, выделившегося в результате реакции активного вещества с водой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве активного вещества используют полиизоцианат.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что навеску исходного компонента, полимеризующегося под действием полиизоцианатов, смешивают с навеской полиизоцианата и определяют количество двуокиси углерода, выделившееся в результате реакции полиизоцианата с водой, затем во вторую навеску исходного компонента вводят навеску анализируемого продукта и смешивают получившуюся композицию с навеской полиизоцианата, после чего определяют количество двуокиси углерода, выделившееся в результате реакции, и по разности количеств двуокиси углерода в первом и во втором случаях рассчитывают влажность анализируемого продукта.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что количество выделившейся двуокиси углерода определяют по разности масс вступивших в реакцию веществ и получившегося в результате реакции полимера после удаления из него двуокиси углерода.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что в исходный компонент вводят пеногасители, например поверхностно-активные вещества.

5. Способ по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что в исходный компонент вводят активный разбавитель, например глицерин.

6. Способ по пп. 1 — 5, отличающийся тем, что реакционные массы подвергают механическому воздействию, например интенсивному перемешиванию, вибрации, облучению ультразвуком, центрифугированию.

7. Способ по пп. 1 — 6, отличающийся тем, что после отверждения получившегося полимера его поры разрушают, например, прессованием или измельчением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 395765, кл. G Ol N 15/56, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 44716, кл. G 01 N 19/10, 1934.

ВНИИПИ Заказ 4667/64 Тираж 887 Подписное .Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4