Способ определения содержания гель-фракции в изопреновых или бутадиеновых полимерных системах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 С о 15/00, 6 01 И 33/4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЦТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 3395512/23-05(56) 1, Гречановский В,А. и др.Изучение процессов пластикации синтетического цис-полиизопрена. -"Каучук и резина", 1974, М 3, с, 8-13.2. Шевкунов. В.В, и др. Разработкаи исследование системы оперативногоконтроля молекулярных параметровполиизопрена СКИи скоростногометода определения содержания гельфракции, Отчет института аналитического приборостроения АН СССР,В 80037619, Л., 1980 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЕЛЬ-ФРАКЦИИ В ИЗОНРЕНОВЫХ ИЛИВУТАДИЕНОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМАХ,80104989 . А включающий растворение образца известной массы в органическом растворителе, пропускание его через фильтрационную ячейку и последующий расчет содержания гель-фракции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения определения содержания гель-Фракции при сохранении точности анализа, в качестве фильтрационной ,ячейки используют трубку с отнсшением длины к диаметру 30-70, заполненную силикагелем с размером частицО, 1-0, 5 мм при соотношении .объема силикагеля к массе полимера от 300 до 2000, в качестве органического растворителя применяют смесь толуола с этиловым спиртом в .соотношении от 0,85:0,15 до 0,95:0,05, а расчет содержания гель-фракции проводят по разности масс полимера, поданного в фильтрационную ячейку и прошедшего через нее,Изобретение относится к анализусостава полимерных систем, в частности к способу определения содержания гель-фракции в изопреновых ибутадиеновых полимерных системах, иможет быть использовано в нефтехимической промышленности для контролякачества полимеров, так как содержание гель"фракции существенно влияетна физико-механические и технологические, свойства полимерных матерналов,:Известен способ определениясодержания гель-Фракции в полимерныхсистемах, включающий растворениекаучука в гексане и центрифугирова.ние при различных скоростях вращения ротора ультрацентрифуги, приэтом происходит последовательноевыделение фракций микрогеля 1 ).Этот способ позволяет анализировать готовый полимер и полимериэат,но весьма длителен около 4 ч) ипригоден только для работы в условиях исследовательской лаборатории,так как требует дорогого и дефицит-ного оборудования, а также выссроквалифицирозанного исполнения.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ определения содержания гельФракции в иэопреновых или бутадиеновых полимерных системах, включающий растворениеобразца известноймассы в органическом растворителе,пропускание его через фильтрационнуюячейку и последующий расчет содержания гель-фракции 2 3Согласно, этому способу образец.полимера известной массы растворяютв толуоле при,перемешивании на маг-нитной мешалке, фильтрацию раствора 40проводят в мембранной фильтрационнойячейке - мембране типа "Синпор" сразмером пор 1,5 мк, под давлениемазота. Рассчитывают массу гель-фракции, оставшейся на фильтре, по разности масс мембраны,. высушенной после,фильтрации, и сухой чистой мембраны.. Продолжительность этого анализа(ультрафильтрации)или мембранногоразделения составляет 4 ч, полимериэата около 1 ч, Погрешность метода 50увеличивается при возрастании содержания геля в каучуке (от 0,3 в области содержаниЯ геля 0-3 до 1 вобласти 7-10) 2 .Недостатками метода являются невозможность использования методапри большом содержании геля (более10-15) вследствие быстрой забивкипор мембраны, дефицитность мембрантипа "Синпор", сложность анализа инеобходимость специального оборудования,которое серийно не выпускается.Цель изобретения - упрощениеопределения. содержания гель-фракциипри сохранении точности анализа,Эта цель достигается тем, чтосогласно способу определения содержания гель-фракции в иэопреновых илибутадиеновых полимерных системах,"включающему растворение образцаизвестной массы в органическом растворителе, пропускание его черезфильтрационную ячейку и последующийрасчет содержания гель-Фракции, вкачестве фильтрационной ячейки используют трубку с отношением длинык диаметру 30-70, заполненную силикагелем с размером частиц 0,1-0,5 ммприсоотношении объема силикагеляк массе полимера от 300 до 2000, вкачестве органического растворителяприменяют смесь толуола с этиловымспиртом в соотношении от 0,85:0,15до 0,95:0,05, а расчет содержаниягель-фракции проводят по раэностимасс полимера, поданного в Фильтрационную ячейку и прошедшего черезнее,П р и м е р 1. Навеску товарногоизопренового каучука СКИ0,2130 г)растворяют в 10 мл толуола и количественно переносят в стекляннуюфильтрационную ячейку (трубку длиной800 мм и диаметром 12 мм, соотношениедлины к диаметру 67), в которуюпредварительно помещают 70 мл силикагеля АСК (ГОСТ 3959-54) с раэмеромчастиц 0,1-0,5 мм (соотношение .объема.силикагеля к массе исследуе"мого вещества 330), Колонку в течение20 мин промывают эЛюентом, представляющим собой смесь толуола с этиловымспиртом в соотношении 9:1, Элюент,выходящий иэ колонки, собирают вмерный цилиндр, Объем, элюента, прошедшего через колонку, составляет150 мл. Такой объем элюента гарантирует количественный выход из колонки .золь-Фракции СКИ..Пипеткой иэ цилиндра отбирают 15 млэлюента в предварительно взвешеннуюкруглодонную колбу. Растворителиудаляют с помощью вакуум-насоса,Полимер, оставшийся в колбе, сушатв вакууме при 70 С в течение 15 мин,Затем колбу. взвешивают, Вес сухогоостатка составляет 0,0185 г, следо-,вательно, масса золь-фракций 0,1850 г,Масса гель-фракции составляет0,0280 гт.е.содержание гель-Фракции в образце СКИ- 13,1, Продолжительность определения 60 мин,П р и м е р 2, Навеску товарногоизопренового каучука СКИ-01(соотношение размеров 33), в которуюпредварительно .засыпают 35 мл силикагеля ЛСК (соотношение объема силикагеля к массе вещества 540). Колонку в течение 10-15 мин промываютэлюентом (толуол:спирт = 9:1). ЭлюентВв количестве 70-80 мл собирают впредварительно взвешенную колбу, колбу присоединяют к вакуум-насосу иудаляют растворители. Колбу сушат ввакууме в течение 15 мин и взвешивают. Масса сухого остатка (золь-Фра. 5кции) составляет 0,0542, г. Массагель-фракции 0,0110 г, содержаниегель-Фракции 16,7Время определения 50 мин.П р и м е р 3. Образец полимериэата СКИ-.З объемом 20 мл, отобраннойиз аппарата при конверсии изопрена90, растворяют в 10-кратном объеметолуола, .В две предварителъно взвешенные колбы, отбирают по 15 мл раст вора. Колбы взвешивают, в одной изколб определяют сухой остаток(0,0730 г), По известным массе растворов и массе сухого остатка рассчитывают массу каучука во Второй колбе (0,0715 г), Раствор из второйколбы количественно переносятвфильтрационную ячейку, в которуюпредварительно засыпают 35 мл сили-кагеля АСК. Соотношение длины кдиаметру фильтрационной ячейки сос"тавляет 400:10= 40,соотношение объема.силикагеля к массе навески35 г 0,0715 = 490, состав смеси растворителей 9;1, Остальные операциипроводят аналогично примеру 2. Содержание гель-Фракции в полимериэате43,5. Время определения 60 мин, П р и м е р 4Образец полиме", ризата СКИобъемом 20 мл, отобран-ный из аппарата при конверсий изоп-. 35рена 50, анализируют аналогичнопримеру 3. Содержание гель-Фракциив полимеризате составляет 31,5,Время определения 55 мин,П р и м е р 5. Образец товарного 40бутадиенового каучука СКД анализируют аналогично примеру 2. Содержание гель-фракции в цис,4-полибутадиене 1,5, Время определения 50 мин.П р и м е р 6. Навеску товарногО 45каучука СКИ.(0,175 г) анализируютаналогично примеру 2, но при этомсоотношение объема силикагеля кмассе образца составляет 200. Содержение гель-фракции 10,5П р и,м е р 7. Навеску товарного,,каучука СКИ(0,2330 г) растворяютв .10 мл толуола и количественно переносят в стеклянную фильтрационнуюячейку (трубку длиной 840 мм и диа:метром 12 мм, отношение длины к диа"метру 70), в которую предварительнопомещают 70 мл силикагеля АСК с размером частиц 0.,1-0,5 мм (отношениеобъема силикагеля к массе исследуемого вещества 300), 60Колонку в течение 20 мин промывают элюентом в соотвошении 0,90:0,10,Элюент, выходящий из колонки, собирают в мерный цилиндр, Объем элюентта, прошедшего через колонку, состав-.65 ляет 150 мл. Такой объем гарантирует количественный выход из колонки золь-Фракции СКИ. Пипеткой из цилиндра отбирают 15 мл злюента в предварительно взвешенную круглодонную колбу, растворители удаляют с помощью вакуум-насоса, Полимер, ос" . тавшийся в колбе, сушат в вакууме прио70 С в течение 15 мин, затем колбу взвешивают, Вес сухого остатка составляет 0,2020 г,. Масса гель-Фракции 0,0313 г, т,е. содержайие гель-фракции в образце составляет 13,4, Продолжительность определения 60 минП р и м е р 8, Навеску товарного каучука СКИ-0,1 (0,0854 г) растворяют в 10 мл толуола и количественно переносят в трубку длиной 360 мм и диаметром 12 мм (отношение размеров 30), и которую предварительно засыпают 35 силикагеля АСК (отношение объема силикагеля к массе вещества 410), Колонку. в течение 10-15 мин промывают элюентом (толуол:этиловый спирт 0,95:0,05). Элюент в количестве 100 мл собирают в предварительно взвешенную круглодонную колбу, колбу присоединяют к вакуум-насосу и удаля" ют растворителн, Колбу сушат при 70 С в вакууме в течение 15 мин и взвешизают, Масса сухого остатка (золь-Фракции) составляет 0,0726 г. Масса гель-фракции 0,0128 г. Содержание гель-Фракции 15, Время опре- деления 50 мин,П р и м е р 9, Навеску товарного каучука СКИ(0,0750 г) растворяют в 10 мл толуола и количественно пере" носят в трубку длиной 1000 мм и диаметром 15 мм (отношение длины к диаметру 67), в которую предварительно помещают 157 мл силикагеля АСК с размерами частиц 0,1-.0,5 мм (отношение объема силикагеля к массе полимера 2000), Колонку в течение 10-15 мин промывают элюентом (толуол: этиловый спирт 0,95:0,05), Элюент в количестве 150 мл собирают в предварительно взвешенную кругло- донную колбу и удаляют растворители, колбу высушивают, Масса сухрго остатка (золь-фракции) составляет 0,0644 г. Масса гель-фракции 0,0106 г, Содержание гель-фракции 14,1. Время определения 60 мин..П р и м е р 10, Навеску товарного каучука СКД (0,1846 г) растворяют в 10 мл толуола и количественно переносят в стеклянный сосуд трубку) длиной 840 мм, диаметром 12 мм (отношение размеров 70), в которую предварительно,помещают 60 мл силикагеля АСК (отношение объема силикагеля к массе полимера 325), Колонку в течение 10-15 мин промывают элюентом (толуол:этиловый спирт 0,85:0,15), Элюент в количестве 150 мл собираютЗаказ 8405/40 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Жр Раушская наб д. 4/5 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в предварительно взвешенную колбуи удаляют растворители, колбу высушивают. Масса сухого остатка составляет 0,1813. Масса гель-фракции0,0033 г. Содержание гель-фракции 1,8. Время определения69 мин. Из примеров следует, что предлагаемый способ позволяет значительноупростить определение содержаниягель-фракции в полимерах по сравнениюс известным способом при сохранении 5 точности, ри этом используется доступное оборудование и матеоиалы