CN104390876A - Pe管材的分析方法 - Google Patents

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贾梦虹
卢鑫
吴杰
裴丽娟
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Abstract

本发明涉及PE管材中EVA含量的分析方法，包括以下步骤：提供PE管材，所述PE管材由PE、EVA组成，得到第一待测样品；使用TGA分析第一待测样品，得到第一VA含量；将第一待测样品使用氯仿溶解，将PE/EVA分离，计算得到溶出物质量和可溶物，可溶物烘干后得到第二待测样品；使用TGA分析第二待测样品，得到第二VA含量；通过第一VA含量、第二VA含量计算得到EVA在PEEVA体系中的含量。

Description

PE管材的分析方法
技术领域
    本发明涉及分析领域，具体涉及微观图谱分析技术，特别地涉及PE管材的分析方法。
背景技术
PE管材是主要以聚乙烯为原材料经塑料挤出机一次挤塑成型，应用于城镇给水管网、灌溉引水工程、垃圾处理场、集污管道工程及农业喷灌工程的塑料管材。由于PE管道采用热熔、电热熔连接，实现了接口与管材的一体化，并可有效抵抗内压力产生的环向应力及轴向的抗冲应力。
现有技术中，乙烯EVA共混体系就良好的柔软性和少许的弹性，其中PE的比例越高，附着性越差。通过调节两种化学物质比例，使其满足不同的应用需要，其中EVA中乙烯基醋酸酯的含量越高，其透明度、柔软度及坚韧度会相对提高。所以共混体系中的EVA含量的确定就显得非常重要。
PE/EVA体系主要为PE与EVA的机械共混体系，PE与EVA主要区别在于PE是通过乙烯的加成聚合而成，由重复的-CH2-单元连接而成的高聚物链，而EVA则为乙烯与醋酸乙烯酯无规共聚而成，并且两种组分之间比例是可变的，因此，通过常规方法如红外，核磁均无法对PE/EVA体系中各成分进行定量。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的之一为提供了一种PE管材的分析方法，包括以下步骤：
PE管材的分析方法，包括以下步骤：
PE管材中EVA含量的分析方法，包括以下步骤：
提供PE管材，得到第一待测样品，所述第一待测样品由PE、EVA组成；
使用TGA分析第一待测样品，得到第一VA含量；
将第一待测样品中的PE、EVA分离，可溶物烘干后得到第二待测样品；
使用TGA分析第二待测样品，得到第二VA含量；
通过第一VA含量、第二VA含量计算得到EVA在PEEVA体系中的含量。
所述PE/EVA中EVA的含量低于45%。
所述PE管材还包括颜料和/或填料。
所述填料为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙中的一种或几种。
所述颜料为无机颜料。
所述溶出物是经过多次氯仿溶解至连续两次溶出物小于0.005g后得到。
所述的PE/EVA分离步骤包括：
将包裹有第一待测样品的滤纸置于烧杯中，加入氯仿，使得氯仿浸没第一待测样品，并置于加热板上加热，将氯仿溶液剩余至另一个干净的烧杯中，并将样品置于加热板上烘干称重，并记录装有溶出物的烧杯的质量变化值m1，后续操作同上述，每次溶出物转移至同一个烧杯中，记录每次的质量变化值mn，直至连续两次溶出物质量均小于等于0.005g时，认为PE/EVA体系已经分离完全。
使用本发明的方法可有效准确地获取PE/EVA中的EVA含量，定量偏差均低于9%，而常规分离方法定量偏差有高有低。可见本发明的方法更加通用。
现有的EVA大部分VA含量分布较宽，大部分商业EVA产品的VA的含量都是平均含量，同时由于逾渗效应，当EVA的含量低于45%时，氯仿不可能将PE/EVA中的所有EVA溶解出，但是氯仿可以将EVA以相同的VA含量分布溶解出。采用分离的方法，定量偏差基本大于25%，采用本发明的方法，定量偏差小于9%。
 
具体实施方式
本发明所述的溶出物是指氯仿溶解PE管材后剩余的物质，而可溶物是指氯仿溶解PE管材后得到的氯仿溶液。
PE管材的分析方法，包括以下步骤：
PE管材中EVA含量的分析方法，包括以下步骤：
提供PE管材，得到第一待测样品，所述第一待测样品由PE、EVA组成；
使用TGA分析第一待测样品，得到第一VA含量；
将第一待测样品中的PE、EVA分离，可溶物烘干后得到第二待测样品；
使用TGA分析第二待测样品，得到第二VA含量；
通过第一VA含量、第二VA含量计算得到EVA在PEEVA体系中的含量。
所述PE/EVA中EVA的含量低于45%。
所述PE管材还包括颜料和/或填料。
所述填料为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙中的一种或几种。
所述颜料为无机颜料。
所述可溶物是经过多次氯仿溶解至连续两次溶出物小于0.005g后得到。
所述PE/EVA分离采用索氏提取器分离。
PE/EVA共混体系的溶解分离：
所述的PE/EVA分离步骤包括：
将包裹有第一待测样品的滤纸置于烧杯中，加入氯仿，使得氯仿浸没第一待测样品，并置于加热板上加热，将氯仿溶液剩余至另一个干净的烧杯中，并将样品置于加热板上烘干称重，并记录装有溶出物的烧杯的质量变化值m1，后续操作同上述，每次溶出物转移至同一个烧杯中，记录每次的质量变化值mn，直至连续两次溶出物质量均小于等于0.005g时，认为PE/EVA体系已经分离完全。
根据PE与EVA在氯仿中的不同溶解性，使用氯仿对PE/EVA共混体系进行分离，具体操作如下：
取0.1gPE/EVA共混物送测TGA，将剩余PE管材剪成1mm*1mm的薄片状包裹与滤纸中，记录混合物重量m0。
将包裹有样品的滤纸置于100ml烧杯中，加入氯仿至80ml，使得氯仿浸没样品，并置于150摄氏度加热板上加热，当烧杯中氯仿溶液剩余约30ml时转移至另一个干净的烧杯中，并同样置于加热板上烘干沉重，并记录装有溶出物的烧杯的质量变化值m1，即第一次溶出物的质量，后续操作同上述，每次溶出物转移至同一个烧杯中，记录每次的质量棉花之mn，直至连续两次溶出物质量均小于等于0.005g时，认为PE/EVA体系已经分离完全。将最后得到可溶物取样送测TGA。  
PE/EVA共混体系的溶解分离也可以采用索氏提取器5-10小时进行分离。
根据EVA的分解特点，其在370摄氏度左右为脱醋酸的过程，记原混合体系送测TGA得到的脱醋酸过程失重率为W1，最终可溶物送测TGA得到的脱醋酸过程失重率为W2，则，EVA在PE/EVA中的质量比wt（EVA）为：
    对于含有颜料或填料的共混体系，本发明的方法也同样适用。
具体实施例：
原料来源：
HDPE、LDPE、LLDPE来自于伊朗石油化工。
EVA18-3（VA含量18%）、EVA14J4（VA含量14%）、EVA18J3（VA含量18%）、EVA6J2（VA含量6%）、EVA4F2（VA含量4.7%）、EVA12J4（VA含量12%）、EVA9F2（VA含量9%，实际含量7.6%）、EVA K3212（VA含量21%）来自于燕山石化。
EVA250（VA含量28%）、EVA560（VA含量15%）来自于杜邦公司。
为了验证本发明方法对于不同种类以及不同VA含量的EVA所组成的共混体系的普遍适用性，取烧杯按照下面表格的方案称量PE及EVA后，加入60ml甲苯加热溶解，搅拌均匀并将甲苯蒸干得到PE/EVA共混体系。
取0.1gPE/EVA共混物送测TGA，将剩余PE管材剪成1mm*1mm的薄片状包裹与滤纸中，记录混合物重量m0。
将包裹有样品的滤纸置于100ml烧杯中，加入氯仿至80ml，使得氯仿浸没样品，并置于150摄氏度加热板上加热，当烧杯中氯仿溶液剩余约30ml时转移至另一个干净的烧杯中，并同样置于加热板上烘干沉重，并记录装有溶出物的烧杯的质量变化值m1，即第一次溶出物的质量，后续操作同上述，每次溶出物转移至同一个烧杯中，记录每次的质量棉花之mn，直至连续两次溶出物质量均小于等于0.005g时，认为PE/EVA体系已经分离完全。
可见，采用溶出物进行计算EVA在PE/EVA体系中的质量百分比定量偏差有很大的幅度，不具有通用性。尤其是在EVA含量低于45%的时候，其定量偏差更大。
将最后得到可溶物取样和原样送测TGA。记原混合体系送测TGA得到的脱醋酸过程失重率为W1，最终可溶物送测TGA得到的脱醋酸过程失重率为W2，则，EVA在PE/EVA中的质量比wt（EVA）为：
得到的数据见下表：
使用本发明的方法可有效准确地获取PE/EVA中的EVA含量，定量偏差均低于9%，而常规分离方法定量偏差有高有低。可见本发明的方法更加通用。
现有的大部分EVA中 VA含量分布较宽，大部分商业EVA产品的VA的含量都是平均含量，同时本申请的发明人发现了常规分离方法定量偏差浮动较大的原因是发生了逾渗效应，当EVA的含量低于45%时，氯仿不可能将PE/EVA中的所有EVA溶解出，但是因为逾渗效应，氯仿可以将EVA以相同的VA含量分布溶解出。采用分离的方法，定量偏差基本大于25%，采用本发明的方法，定量偏差小于9%。

Claims (8)

1.PE管材的分析方法，包括以下步骤：
PE管材中EVA含量的分析方法，包括以下步骤：
提供PE管材，得到第一待测样品，所述第一待测样品由PE、EVA组成；
使用TGA分析第一待测样品，得到第一VA含量；
将第一待测样品中的PE、EVA分离，可溶物烘干后得到第二待测样品；
使用TGA分析第二待测样品，得到第二VA含量；
通过第一VA含量、第二VA含量计算得到EVA在PEEVA体系中的含量。
2.根据权利要求1所述的PE管材的分析方法，其特征在于，所述PE/EVA中EVA的含量低于45%。
3.根据权利要求1所述的PE管材的分析方法，其特征在于，所述PE管材还包括颜料和/或填料。
4.根据权利要求1所述的PE管材的分析方法，其特征在于，所述填料为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的PE管材的分析方法，其特征在于，所述颜料为无机颜料。
6.根据权利要求1所述的PE管材的分析方法，其特征在于，所述可溶物是经过多次氯仿溶解至连续两次溶出物小于0.005g后得到。
7.根据权利要求1所述的PE管材的分析方法，其特征在于，所述PE/EVA分离采用索氏提取器分离。
8.根据权利要求1所述的PE管材的分析方法，其特征在于，所述的PE/EVA分离步骤包括：
将包裹有第一待测样品的滤纸置于烧杯中，加入氯仿，使得氯仿浸没第一待测样品，并置于加热板上加热，将氯仿溶液剩余至另一个干净的烧杯中，并将样品置于加热板上烘干称重，并记录装有溶出物的烧杯的质量变化值m1，后续操作同上述，每次溶出物转移至同一个烧杯中，记录每次的质量变化值mn，直至连续两次溶出物质量均小于等于0.005g时，认为PE/EVA体系已经分离完全。
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