Способ выделения полиолефина из композиционного материала на его основе

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ(54) (57) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ, ПОЛИОНА ИЗ КОМПОЗИ 1 ИОННОГО МАТЕРИАЛАЕГО ОСНОВЕ, содержа)цего неорганический наполнитель, смещением навески материала с ксилолом, нагреванием смеси до полного растворенияполиолефина и отделением наполни-теля от раствора полиолефина, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения полного выделенияполиолефина, к его раствору до отдения.наполнителя добавляют солянуюкислоту при массовом соотношениисоляной кислоты и навески материала (0,73-3,65):1 и нагревают полу- .ченну 10 смесь при температуре кипения ксилола в течение 30-40 мнн.Наиболее близким к предлагаемомупо техничеСкой сущности и достигаемому эффекту является способ выделения полиолефина из композиционногоматериала на его основе, содержащегонеорганический наполнитель, например каолин, заключающийся в том, чтоберут навескуматериала, смешиваютее с ксилолом, нагревают смесь дополного растворения полиолефина иотделяют наполнитель от раствораполиолефина, например методом центрифугирования 3),Однако согласно этому способутрудно осуществить полное разделениеполиолефина и неорганического наполнителя, так как при охлаждении раствора полиолефин высаживается, увлекаяза собой наполнитель.Цель изобретения - обеспечениеполного выделения полиолефина.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу выделения полиолефина из композиционного материалана его основе, содержащего неорганический наполнитель, смешением навески материала с ксилолом, нагреванием смеси до полного растворения полиолефина и отделением напол"нителя от раствора йолиолефина, кего раствору до отделения наполнителя добавляют соляную кислоту примассовом соотношении соляной кислоты и навески материала (0173. -3,65):1 и нагревают полученную смесьпри температуре кипения ксилола втечение 30-40 мииПри наличии большого содержаниянеорганического наполнителя в исследуемом композиционном материале после добавления соляной кислоты к раствору полиолефина в ксилоле полученную смесь целесообразно выдерживатьпри температуре кипящего ксилола втечение 40 мин.Соляную кислоту целесообразно использовать в виде 2 н раствора, таккак при более высокой концентрациикислоты удлиняется процесс отмывкиполимерной части до нейтральной реак"ции проМывных вод, а при более низкой - не происходит полного растворе-ния неорганических компонентов композиции, растворимых в минеральных кислотах. П р и м е р 1. 0,5 г измельченного композиционного материала (22 мм), содержащего полиэтилен низкого давления и 10 Т.О, помещают во взве" шенную круглодонную колбу, добавляют 50 мл ксилола, соединяют с обратным холодильником, Содержание кол" бы нагревают на масляной бане при 140 дС до полного растворения полимера после чего добавляют 0,365 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционНедбстатками известного способа 60 являются длительность процесса отделения (14 ч), необходимостьисполь. зования специального экстрактора, инертного газа, (азота), токсичного вещества (метилового спирта). 65 Изобретение относится к методам . ,анализа пластмасс, в частности к спо"собу выделения полиолефинов из полиолефинового композиционного материала, содержащего неорганическийнаполнитель. Выделенные полиолефиныиспользуются для идентификации ихметодом ИК-спектроскопии.Известен способ приготовления образцов из ненаполненных полиолеФинов для ИК-спектроскопии, согласнокоторому полиолефины растворяют вкипящем толуоле или ксилоле, затем отливают из раствора пленки или получают пленки горячим прессованием образцов между пластинами иэ нержавеющей стали, покрытыми тонкойпленкой политетрафторэтилена. Получают прозрачные образцы, пригодные для анализа методом ИК-спектроскопии 1)20Однако чаполненные полиолефины без отделения неорганических наполнителей,анализировать методом ИК-спектроскопии практически невозможно из-эа их непрозрачности, По 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 ис" ходных 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,) 40Известен способ выделения. полиэтилена из композиционного материала, содержащЕго 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 (2).ного материала 0,73:1) в виде 5 мл2 н. раствора. Полученную смесь кипятят в течение 30 мин при 140 С(температура кипения ксилола). Затем в обогреваемой делительной воронке отделяют ксилольный слой отводного солянокислого слоя, в который частично переходят неорганические компоненты.Ксилольный слой промывают горячей (85-95 С) дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Промытый ксилольный слойотделяют от водного, Фильтруют через обогреваемую воронку с бумажным Фильтром (синяя лента) в выпарительную чашку и удаляютксилол путем выпаривания на водяной бане.Полученную пленку сушат в вакуумсушильном шкафу при 70-75 С и давлении 66,5-133 Па. Получают прозрач- оную полиэтиленовую пленку,Приведенный пример является оптимальным для получения качественныхпленок для ИК-спектроскопии.При анализе методом ИК-спектро-скопин показано, что образец неподвергается изменениям в процессеобработки, и его ИК-спектр имеетосновные полосы поглощения 3,4;6,8; 7,4 и 14 мк, Характерной полосой является полоса поглощенияпри. 11 мк (концевые винильные группы), т.е. полностью совпадает сИК-спектром стандартного образцаполиэтилена низкого давления,Колбу с остатком прилипших к стен.кам укрупненных частиц неорганического наполнителя Т 10 высушивают ввакуум-сушильном шкафу при 70-75 Сои давлении 66,5-133 Па до постоянноймассы, По разности массы колбы с остатком .и пустой определяют массунаполнителя. Полученный водный солянокислый слой соединяют с промывными водами, полученными при промывке ксилольного слоя, упаривают и опре 45деляют массу сухого остатка аналогичным образом. Массу наполнителяопределяют по сумме веса масс сухихостатков. Качественный состав сухого остатка определяют эмиссионными . 5 Оспектральным анализом, который пока-.зывает наличие титана. Общая длительность анализа 3 чП р и м е р 2. Опыт проводят в услоВиях аналогичных примеру 1, но, 55используют полиолефиновую композицию, состоящую из полиэтилена высокого давления и 30 мела, и добавляют 0,73 г соляной кислоты (массовоесоотношение соляной кислоты и навескикомпозиционного материала 1,46:1) в 6 Овиде 10 мл 2 н. раствора. Полученную прозрачную полимернуюпленку идентифицируют методом ИК"спектроскопии. ИК-спектр образца имеет основные полосы поглощения 3.4;6.8; 7.4 и 14 мк. Характерной полосой являетсяполоса поглощения 1127 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.П р и м е р 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 виде20 мл 2 н. раствора.Полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют методомИК-спектроскопии. ИК-спектр образца имеет основные полосы поглощения 3,4; 6,8; 7.4 у 8.7) 10.3 у 14,8 мк т.е полностью совпадает с ИК-спектром стандартного образца полипропилена,Качественное определение элементов наполнителя - талька (4810 .ЗМ 902 кН 20) методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие кремния и магния. Общая длительность процесса 3 ч.Пр и м е р 4. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но используют полиолефиновую композицию, состоящую из полиэтилена низкого давления и 90 Феррита бария, и добавляют 1,825 г соляной кислоты(массовое соотношение соляной .кислоты и навески композиционного материала (3,65:1) в виде 25 мл 2 н. раствора. Полученную смесь кипятят в течение 40 мин. Полученную прозрачную полимерную пленку идентифицируют методом ИК-спектроскопии, как полиэтилен низкого давления.Содержание феррита бария (Ге 20 ю хВаО) в процессе отделения определяется аналогично определению Т 10 в примере 1. Качественное определение элементов наполнителя - Феррита бария (Ре 20 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 прокалиЗаказ 10028/43Тираж 873 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вают до постоянной массы при 850 фС. 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 компоэи" цию, состоящую из блоксополимера пропилена (95) с этиленом (5) и 40 каолина, и .добавляют 1,46 г соля. ной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала .2,92:1). в виде 20 мл 2 н. 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 (А 9 О 2 ЯЮ 2 2 Я, О) методом .эмиссионной спектроскопии показывает наличие кремния .и алюминия. Общая Юпительность анализа - 3 ч.П р и м е р 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 г соляной кислоты (массовое соотношение соляной кислоты и навески композиционного материала 1,46:1) ввиде 10 мл 2 н. раствора, Полученнуюпрозрачную пленку идентифицируютметодом ИК-спектроскопии, ИК"спектробразца имеет основные полосы по- О глощения, совпадающие со спектромсополимера этилена с винилацетатом.Состав сополймера.определяют поинтенсивности полосы 5,7 мк и представляет собой сополимер этилена 15 (90) свинилацетатом (10). Качественное ойределение элементовнаполнителя - мела (карбонат кальция) методом эмиссионной спектроскопии показывает наличие кальция. рО Общая продолжительность анализа- .Около 3 чэТаким образом, предлагаемый способпозволяет полностью выделить поли-,олефин из композиционного материалаи провести точный анализ методомИК-спектроскопий. Предлагаемый способхарактеризуется незначительной длительностью процесса, простотой методики, применяемого оборудоваиия и ЗО йе требует применения токсйчных веществ.