CN105482424A - 聚碳酸酯塑料中bdp的分离及分析检测方法 - Google Patents

聚碳酸酯塑料中bdp的分离及分析检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚碳酸酯塑料中BDP的分离方法与定量分析方法,包括以下步骤:(1)溶解步骤,含有BDP的聚碳酸酯塑料溶于有机溶剂,搅拌至完全溶解,得到聚合物溶液;(2)磺化步骤,提供磺化试剂,通过磺化工艺,得到含有磺化BDP溶液;(3)分离步骤,提供溶剂水,加入到上述磺化?BDP?溶液中,搅拌静置,收集水相;(4)采用GC-MS、HPLC、FT-IR对磺化BDP进行检测分析。

Description

聚碳酸酯塑料中BDP的分离及分析检测方法
技术领域
本发明涉及一种聚碳酸酯塑料中BDP的分离方法,特别地,还涉及聚碳酸酯塑料中BDP的分析检测方法。
背景技术
聚碳酸酯塑料(PC),是一种新型的热塑性塑料,透明的度达90%,被誉为是透明金属。它刚硬而具有韧性,具有较高的冲击强度,高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性能及耐热性和无毒性,可以通过注射、挤出成型。聚碳酸酯的热性能优异,可在-100℃~-130℃之间长期使用,脆化温度在-100℃以下。虽然聚碳酸酯具有耐开裂和耐药品性较差,高温易水解,与其它树脂的相容性差,润滑性能不好,但是,可以通过加入其它的树脂或者无机填充剂进行改性,从而获得十分优异的性能。
BDP是用来改性聚碳酸酯塑料的添加剂之一,BDP又称磷酸-2-联苯基二苯基酯、2-联苯基二苯基磷酸酯,无色透明粘稠液体。BDP可以用于PC/ABS合金中的阻燃剂,但是BDP在PC/ABS合金中添加料有一定的限制,一般要求添加料不高于3%,因其添加料过高,往往会引起制品开裂等不良现象,因此测定PC/ABS合金中BDP的含量尤为重要。
现有的技术中,主要通过提取物进行IR和GC-MS测试,但因主体树脂双酚A聚碳酸酯的影响,对红外谱图干扰较大,造成测量结果不准确。因而,非常需要工艺的研发出一种准确分离聚碳酸酯塑料中BDP,并定量的BDP。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的分离方法,包括以下步骤:
(1)溶解步骤,含有BDP的聚碳酸酯塑料溶于有机溶剂,搅拌至完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)磺化步骤,提供磺化试剂,通过磺化工艺,得到含有磺化BDP溶液;
(3)分离步骤,提供溶剂水,加入到上述磺化BDP溶液中,搅拌静置,收集水相。
在一种优选的实施方式中,所述的聚碳酸酯塑料中还可以包括聚烯烃、聚甲基丙酸甲酯、聚氨酯、聚苯醚、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的任意中一种或其组合。
在一种优选的实施方式中,所述的聚碳酸酯的重均分子量为5000~1000000。
在一种优选的实施方式中,所述的有机溶剂的选自:环烷烃、环烯烃、环己酮、四氢呋喃、氯仿、四氯化碳、乙腈、二氧六环、丙酮、二硫化碳、异丁醇、异丙醇、乙腈、甲乙酮和噻吩中的一种或几种的组合。
在一种优选的实施方式中,所述的磺化聚合物中磺化温度为-5~30℃。
在一种优选的实施方式中,所述的磺化聚合物中磺化时间为0.5~3h。
本发明的第二个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的分析检测方法,包括以下步骤:
(1)提供上述分离方法得到的磺化BDP;
(2)干燥后,采用GC-MS分析检测磺化BDP。
本发明中,采用Agilent7890A/5975C气-质联用仪分析检测BDP,当然本发明并不局限于本型号的仪器,还可选用其它型号,只要能够实现本发明皆可。
GC-MS的测试条件为本领域技术人员所熟知的,示例性的条件为:所述GC-MS的测试条件为:裂解炉裂解温度530℃,接口温度300℃;GC进样口温度285℃,分流比为50∶1,柱温50℃保持2min,然后以5℃/min升到85℃,再以15℃/min升到300℃保持20min,柱流速0.8mL/min;MS接口温度300℃。
本发明的第三个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的分析检测方法,包括以下步骤:
(1)提供上述分离方法得到的磺化BDP;
(2)采用HPLC分析检测磺化BDP。
本发明中,采用Agilent1200分析检测BDP,当然本发明并不局限于本型号的仪器,还可选用其它型号,只要能够实现本发明皆可。
HPLC的测试条件为本领域技术人员所熟知的,示例性的条件为:检测波长:245nm;流动相:甲醇/水=85/15(V/V);流速:0.80mL/min;柱温:30℃;进样量:20μl;溶样溶剂:甲醇。
本发明的第四个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的分析检测方法,包括以下步骤:
1)提供上述分离方法得到的磺化BDP;
2)干燥后,采用FT-IR分析检测磺化BDP。
参考以下详细说明更易于理解本发明的上述及其它特征、方面和优点。
附图说明
图1为实施例1中样品待测液的HPLC图谱。
图2为实施例1中样品FI-IR图谱。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
本发明的第一个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的分离方法,包括以下步骤:
(1)溶解步骤,含有BDP的聚碳酸酯塑料溶于有机溶剂,搅拌至完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)磺化步骤,提供磺化试剂,通过磺化工艺,得到含有磺化BDP溶液;
(3)分离步骤,提供溶剂水,加入到上述磺化BDP溶液中,搅拌静置,收集水相。
本发明中所述的含有BDP的聚碳酸酯塑料是指聚碳酸酯塑料中含有BDP,BDP也就是双酚A双(磷酸二苯酯),具有如下结构式:
双酚A双(磷酸二苯酯)简称BDP,结构式分子量696.04,在25℃时,其粘度在16.0~18.5Pa·s范围内。无色透明液体,相对密度1.258,磷含量8.9%,溶于丙酮、甲苯等溶剂,微溶于正己烷。
BDP作为一种新型无卤芳基磷酸酯类阻燃剂,由过量的三氯氧磷和双酚A反应生成中间体,再向中间体中加入苯酚形成最终产物。
本发明中所述的聚碳酸酯塑料,聚碳酸酯是指大分子链由碳酸酯型重复结构单元组成的一类聚合物,它是第二大通用工程塑料品种。依具体组成不同,聚碳酸酯可分成脂肪族、脂环族、芳香族脂肪、芳香族三类,但在工程上具有实际应用价值的为芳香族聚碳酸酯,并以产量最大、用途最广的双酚A型聚碳酸酯为主。
聚碳酸酯塑料既可以是指唯一由聚碳酸酯组成的塑料,也可以是聚碳酸酯与其它聚合物的合金或共混料。
作为与聚碳酸酯共混的聚合物的实例例如但不限于,聚烯烃、聚甲基丙酸甲酯、聚苯醚、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚四氟乙烯-乙烯共聚物、聚甲醛、聚乙醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮中的一种或几种的组合。
作为聚烯烃的实例例如但不限于,高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丙乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或几种的组合。
作为聚碳酸酯与聚烯烃共混的实例,不特别限定两种聚合物的混合比例;聚碳酸酯的含量可以为共混聚合物总重量的1wt%~99wt%;优选聚碳酸酯的含量为总聚合物总重量的50wt%以下。
作为聚碳酸酯与聚苯醚共混的实例,不特别限定两种聚合物的混合比例;聚碳酸酯的含量可以为共混聚合物总重量的1wt%~99wt%;优选聚碳酸酯的含量为聚合物总重量的30wt%到80wt%。
作为聚碳酸酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物共混的实例,不特别限定两种聚合物的混合比例;聚碳酸酯的含量可以为共混聚合物总重量的1wt%~99wt%;优选聚碳酸酯的含量为总聚合物总重量的45wt%以下。
作为聚碳酸酯与聚酰胺共混的实例,不特别限定两种聚合物的混合比例;聚碳酸酯的含量可以为共混聚合物总重量的1wt%~99wt%;优选聚碳酸酯的含量为总聚合物总重量的40wt%~99wt%。
作为聚碳酸酯与聚酰胺、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物共混的实例,不特别限定三种聚合物的混合比例;优选聚碳酸酯的含量为总聚合物总重量的40wt%以下。
聚碳酸酯的重均分子量为5000至1000000,优选为100000至600000。如果分子量太大,塑料在有机溶剂中的溶解性会降低,聚合物链段中会混有BDP,导致分离不完全。
本发明中聚碳酸酯的重均分子量是基于凝胶渗透色谱法(以下,简称为“GPC”。)测定而进行聚苯乙烯换算后的值。GPC的测定条件采用本领域常规的条件测试,例如,可采用下述的方式测试得到。
柱:将下述柱串联连接而使用。
“TSKgelG5000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
“TSKgelG4000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
“TSKgelG3000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
“TSKgelG2000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
检测器:RI(差示折射计);柱温度:40℃;洗脱液:四氢呋喃(THF);流速:1.0mL/分钟;注入量:100μL(试样浓度4mg/mL的四氢呋喃溶液);标准试样:使用下述单分散聚苯乙烯,制作标准曲线。
单分散聚苯乙烯:
“TSKgel标准聚苯乙烯A-500”“TSKgel标准聚苯乙烯A-1000”“TSKgel标准聚苯乙烯A-2500”“TSKgel标准聚苯乙烯A-5000”“TSKgel标准聚苯乙烯F-1”“TSKgel标准聚苯乙烯F-2”“TSKgel标准聚苯乙烯F-4”“TSKgel标准聚苯乙烯F-10”东曹株式会社制“TSKgel标准聚苯乙烯F-20”“TSKgel标准聚苯乙烯F-40”“TSKgel标准聚苯乙烯F-80”“TSKgel标准聚苯乙烯F-128”“TSKgel标准聚苯乙烯F-288”“TSKgel标准聚苯乙烯F-550”。
本发明中所述的有机溶剂必须是非水溶性的,而且对于本发明的塑料体系需要有较好的溶解性能。可以是下列溶剂中的任何一种或其组合:环烷烃、环烯烃、环己酮、四氢呋喃、氯仿、四氯化碳、乙腈、二氧六环、丙酮、二硫化碳、异丁醇、异丙醇、乙腈、甲乙酮和噻吩等。
所述的环烷烃可以为:环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷中任意一种或几种的组合。
所述的环烯烃可以为:环己烯、萜品油烯、蒈烯、蒎烯、桧萜或莰烯中任意一种或几种的组合。
特别地,优选使用四氢呋喃、四氯化碳、环己烷、环己酮、氯仿、丙酮、二氧六环、吡啶中的一种或几种的组合。
当上述溶剂组合使用时,溶剂混合时没有限定混合比率,但优选混合溶剂的溶度参数为18~20。
本发明中的术语“溶度参数”是表征聚合物-溶剂相互作用的参数。物质的内聚性质可由内聚能予以定量表征,单位体积的内聚能称为内聚物密度,其平方根称为溶度参数。
溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。当两种材料的溶度参数相近时,它们可以互相共混且具有良好的共容性。液体的溶度参数可从它们的蒸发热得到。然而聚合物不能挥发,因而只能从交联聚合物溶胀实验或线聚合物稀溶液黏度测定来得到。能使聚合物的溶胀度或特性黏数最大时的溶剂的溶度参数即为此聚合物的溶度参数。
当溶剂的溶度参数和聚合物的溶度参数相同或者相近时,聚合物分子达到充分的舒展。例如,一些常用溶剂的溶度参数分别为:四氢呋喃9.5、环己烷7.2、二氧六环9.9、环己烷8.2、四氯化碳8.6、二甲亚砜12.9等。
本发明中,磺化工艺是将磺酸基(-SO3H)引入有机物分子中的反应。磺化反应过程中,磺酸基的硫原子与有机物分子中的碳原子相连接,得到的产物为磺酸化合物。
本发明中,所述的磺化工艺是指磺酸基(-SO3H)直接引入到苯环上,磺酸基取代苯环上的氢原子,属于亲电加成反应。当苯环上连有吸电基团时,会阻碍磺化反应的进行;当苯环上连有供电基团时,有利于磺化反应的进行。本发明所用BDP分子中既含有吸电基团磷酸酯基,又含有供电基团甲基和亚甲基。本发明人意外的发现,BDP的磺化的速率要优于较高分子量的PC。
本发明中所使用磺化剂的实例包括但不限于,氯磺酸、浓硫酸、发烟硫酸、SO3、酰基磺酸酯等。
作为酰基磺酸酯的实例包括但不限于乙酰磺酸酯、丙酰磺酸酯和丁酰磺酸酯等。
磺化试剂的加入量为聚合物总质量的10%~30%,磺化剂加入量太小,会导致BDP磺化率不够,降低了相对于水的溶解性,会影响BDP量分离。磺化剂加入量太高,会导致聚合物磺化过度,甚至有些聚合物会发生交联,不利于本发明的分析检测。
所述磺化工艺中,磺化温度为-5℃至30℃下,冰浴下进行,优选在0℃至15℃下进行磺化反应。如果温度太高,会引起过磺化或者氧化等副反应。
所述磺化工艺中,磺化时间为30分钟至3小时,优选为1小时至2小时。如果磺化时间太短,磺化反应进行不充分;如果磺化时间太长,会使得聚合物也会出现过度磺化,部分聚合物达到水溶性,影响BDP的分离。
磺化工艺是将磺酸基(-SO3H)引入有机物分子中的反应。磺化反应过程中,磺酸基的硫原子与有机物分子中的碳原子相连接,得到的产物为磺酸化合物。
本发明中,聚合物和BDP在磺化时,通常在苯环上取代一个磺酸基团,考虑到空间位阻以及取代基的吸电效应,而难于在同一个苯环上取代多个磺酸基团。
磺化度的定义为:在聚合物结构中发生磺化的苯环(即接有至少一个磺酸基的苯环)占总苯环数的百分比。
磺化度可以如下计算:
磺化度=n-SO3H/n苯环*100%;
其中n-SO3H和n苯环分别表示磺酸基的摩尔数和苯环的摩尔数。
如果每个苯环上都取代有一个磺酸基,则磺化度=100%。磺化度的测量可以按照本领域已知的方法,例如电导滴定法、元素分析法、酸碱滴定法、气相色谱法、比色法、薄层分析法和1H-NMR法等进行测量。
影响磺化度的因素有物料摩尔比、磺化反应温度、磺化反应时间。增大磺化度的条件可以是:加入较多的磺化剂、较高的磺化反应温度、较长的磺化反应时间。为了获得所预期的磺化度,可以通过平衡磺化剂的量、反应温度和反应时间三个因素之间的关系。例如:当加入的磺化剂量一定的时候,较低的反应温度、较长的反应时间和较短的反应时间、较高的反应温度均可获得相同的磺化度。因此本发明不对磺化剂的加入量、磺化反应温度、磺化反应时间进行过多的限定。
以氯磺酸作为磺化剂为例,聚碳酸酯工程塑料样品的含量以重量计(单位为g),氯磺酸的含量以体积计(单位为mL),磺化反应温度保持在10℃,当样品和磺化剂的含量比为100:3,磺化反应时间为0.5h时,聚碳酸酯的磺化度为6.5%,BDP的磺化度为95%;磺化反应时间为2h时,聚碳酸酯的磺化度为10%,BDP的磺化度为99%;磺化反应时间为3h时,聚碳酸酯的磺化度为15%,BDP的磺化度为100%。本发明人意外的发现当样品和磺化剂含量比(单位为g/mL)和磺化温度不变时,磺化反应时间增加到一定值后,再延长反应时间,磺化度基本不变。
为了保证BDP分离与检测的准确性,BDP的磺化度应至少达到95%以上,优选为100%,而对于聚碳酸酯或其共混的聚合物的磺化度优选控制在20%以下,即使聚碳酸酯或其共混的聚合物的磺化度超过20%,也并不会影响检测的结果。
分离
将上述磺化聚合物溶液,加入溶剂水,水相中含有磺化的BDP,而有机溶剂中含有溶解的聚合物或者部分磺化的聚合物。分离出水相,即得到待测物磺化BDP的水溶液。
上述水相与有机溶剂相的分离可以采用分液漏斗分离,也可以采用其它本领域技术人员所知的方法进行分离。
定量分析
本发明中,可以采用气相色谱/质谱联用法(以下简称GC-MS)或者液相色谱法(HPLC)测定塑料中BDP的含量。当然,定量分析并不局限于GC-MS或者HPLC,本领域技术人员所知的一切定量分析测试方法均可用于本发明中BDP的定量,例如核磁共振法、气相色谱法、液质联用法、液体紫外等。
GC-MS:
本发明的第二个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的定量方法,包括以下步骤:
1)提供上述分离方法得到的磺化BDP;
2)采用GC/MS分析磺化BDP的含量。
在一种优选的实施方式中,所述GC/MS的测试条件为:裂解炉裂解温度530℃,接口温度300℃;GC进样口温度285℃,分流比为50∶1,柱温50℃保持2min,然后以5℃/min升到85℃,再以15℃/min升到300℃保持20min,柱流速0.8mL/min;MS接口温度300℃。
GC/MS是表示一种用于分离和分析各种试样的溶液的内含物的分析装置或方法。GC/MS包括用于分离各种化合物的GC以及用于测量从GC中进入的物质的原子质量的MS的结合。保留时间与质量取决于化合物的种类而变化。由于GC/MS与储存有化合物具体形式的库的计算机软件连接,通过与溶液中的化合物被测定的库比较,由此可以确定物质的种类和浓度。在确定了化合物的存在之后通常通过GC来进行后续的研究,以分析具体材料。对于本发明,采用GC/MS法分析得到的磺化BDP的含量,也就是相当于体系中BDP的含量。
HPLC:
本发明的第三个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的定量方法,包括以下步骤:
1)提供上述分离方法得到的磺化BDP;
2)采用HPLC分析磺化BDP的含量。
在高效液相色谱分离中使用内径为20mm和长度为250mm的ODS柱。ODS柱用固相填充,例如,表面用含有18个碳原子的十八烷基硅烷基团修饰的化学键合多孔球形硅胶。使用水和甲醇的混合溶剂作为流动相。流动相的流速设定为0.80mL/min,柱温优选为30℃。
在一种优选的实施方式中,所述液相色谱的条件为:检测波长:245nm;流动相:甲醇/水=85/15(V/V);流速:0.80mL/min;柱温:30℃;进样量:20μl;溶样溶剂:甲醇。
高效液相色谱具有分离效率高,选择性好,检测灵敏度高,操作自动化,应用范围广;与气相色谱法相比具有的优点:不受试样的挥发性和热稳定性限制,应用范围广;流动相种类多,可通过流动相的优化达到高的分离效率;一般在室温下分析即可,不需高柱温。对于本发明,采用HPLC法分析得到的磺化BDP的含量,也就是相当于体系中BDP的含量。
FT-IR:
本发明的第四个方面提供了一种聚碳酸酯塑料中BDP的分析检测方法,包括以下步骤:
1)提供上述分离方法得到的磺化BDP;
2)干燥后,采用FT-IR分析检测磺化BDP。
本发明中,采用尼高力NicoletiS50红外光谱仪分析检测BDP,当然本发明并不局限于本型号的仪器,还可选用其它型号,只要能够实现本发明皆可。FT-IR的测试条件为本领域技术人员所熟知的那些,可以列举出例如:使用VERTEX70傅立叶变换红外光谱仪和769YP-15A型压片机。红外光谱仪的分辨率设为4cm-1描次数为32次,扫描范围为4000-400cm-1约1.5mg样品,按1:100的比例加入溴化钾,研磨成粉末状,研磨均匀。
本发明方法操作步骤简单,能准确分离并定量塑料中BDP的含量,排除了分析过程中其他物质带来的困扰。在下文中,通过实施例对本发明进行更详细地描述,但应理解,这些实施例仅仅是例示的而非限制性的。如果没有其它说明,所用原料都是市售的。
实施例1:
(1)取1gPC塑料(聚碳酸的重均分子量为5000),其中,塑料中含有质量分数为1%的BDP,将该塑料溶于50mL四氢呋喃溶剂中,于50℃下搅拌2小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为-5℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.1g氯磺酸,磺化时间为:3h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在-5℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50ml的溶剂水,剧烈搅拌10min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)将上述得到的水溶液经真空干燥后,采用GC-MS测试,其测试条件为:
将上述得到的水溶液采用HPLC,其测试条件为:检测波长:245nm;流动相:甲醇/水=85/15(V/V);流速:0.80mL/min;柱温:30℃;进样量:20μl;溶样溶剂:甲醇。采用外标法检测BDP的含量,分别配制浓度为0.2、0.4、0.8、1.0、1.2mg/mL系列BDP溶液,将各溶液用0.45μm滤膜过滤。按实验色谱条件分析,测定各自峰面积,以BDP样品浓度为横坐标,峰面积值为纵坐标,回归方程为:y=25.36x+5.08,r=0.9998。检测结果见表一。谱图结果见图1。
FT-IR:取约1.5mg样品,按1:100的比例加入溴化钾,研磨成粉末状,研磨均匀进行测试。谱图结果见图2。
实施例2:
(1)取1gPC与PP共混塑料(其中,PC的重均分子量为10000,PC与PP的质量比为2:3),共混塑料中含有质量分数为1%的BDP,将该塑料溶于50mL四氯化碳溶剂中,于50℃下搅拌3小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为0℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.3g氯磺酸,磺化时间为:2.5h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在0℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50ml的溶剂水,剧烈搅拌10min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)将上述得到的水溶液经真空干燥后,采用GC-MS测试,其测试条件为:裂解炉裂解温度530℃,接口温度300℃;GC进样口温度285℃,分流比为50∶1,柱温50℃保持2min,然后以5℃/min升到85℃,再以15℃/min升到300℃保持20min,柱流速0.8mL/min;MS接口温度300℃。检测结果见表一。
实施例3:
(1)取1gPC与PPO共混塑料(其中,PC的重均分子量为100000,PC与PPO的质量比为1:1),共混塑料中含有质量分数为2%的BDP,将该塑料溶于50mL四氯化碳溶剂中,于50℃下搅拌3小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为5℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.1g氯磺酸,磺化时间为:2h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在5℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50ml的溶剂水,剧烈搅拌20min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例1。检测结果见表一。
实施例4:
(1)取1gPC与PI共混塑料(其中,PC的重均分子量为500000,PC与PI的质量比为1:1),共混塑料中含有质量分数为2%的BDP,将该塑料溶于50mL二氧六环与四氢呋喃的混合溶剂中,于50℃下搅拌3小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为10℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.2g氯磺酸。磺化时间为:1.5h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在10℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50ml的溶剂水,剧烈搅拌20min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例1。检测结果见表一。
实施例5:
(1)取1gPC与ABS共混塑料(其中,PC的重均分子量为600000,PC与ABS的质量比为2:3),共混塑料中含有质量分数为3%的BDP,将该塑料溶于50mL、氯仿与四氯化碳的混合溶剂中,于60℃下搅拌2.5小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为15℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.2g氯磺酸,磺化时间为:1.5h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在15℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50ml的溶剂水,剧烈搅拌20min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例1。检测结果见表一。
实施例6:
(1)取1gPC与PU共混塑料(其中,PC的重均分子量为700000,PC与PU的质量比为1:1),共混塑料中含有质量分数为3%的BDP,将该塑料溶于50mL四氢呋喃的混合溶剂中,于50℃下搅拌3小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为20℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.15g氯磺酸,磺化时间为:2h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在20℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50ml的溶剂水,剧烈搅拌20min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例1。检测结果见表一。
实施例7:
(1)取1gPC与PMMA共混塑料(其中,PC的重均分子量为800000,PC与PMMA的质量比为1:1),共混塑料中含有质量分数为4%的BDP,将该塑料溶于50mL四氢呋喃的混合溶剂中,于50℃下搅拌3小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为15℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.25g氯磺酸,磺化时间为:1h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍15℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50mL的溶剂水,剧烈搅拌30min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例1。检测结果见表一。
实施例8:
(1)取1gPC与PS共混塑料(其中,PC的重均分子量为1000000,PC与PS的质量比为1:1),共混塑料中含有质量分数为4%的BDP,将该塑料溶于50mL四氢呋喃的混合溶剂中,于50℃下搅拌3小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为25℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.10g氯磺酸,磺化时间为:0.5h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在25℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50mL的溶剂水,剧烈搅拌30min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例1。检测结果见表一。
实施例9:
(1)取1gPC、PU与PE共混塑料(其中,PC的重均分子量为1000000,PC:PU:PE的质量比为1:2:2),共混塑料中含有质量分数为5%的BDP,将该塑料溶于50mL四氢呋喃的混合溶剂中,于50℃下搅拌3小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为30℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.10g氯磺酸,磺化时间为:0.5h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在30℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50mL的溶剂水,剧烈搅拌30min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例1。检测结果见表一。
实施例10:
(1)取1gPC、PMMA与ABS共混塑料(其中,PC的重均分子量为800000,PC、PMMA与ABS的质量比为1:2:1),共混塑料中含有质量分数为5%的BDP,将该塑料溶于50mL四氢呋喃的混合溶剂中,于60℃下搅拌4小时,直至聚合物塑料完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)在带有回流、搅拌及控温系统的反应装置中,预先加入上述聚合物溶液,控制温度为10℃左右,在剧烈搅拌下,向体系中缓慢滴加0.20g氯磺酸,磺化时间为:2h。此时,有大量的氯化氢气体放出,滴毕,仍在10℃左右继续搅拌。当氯化氢气体逸出趋缓,可对反应混合物温热至室温,并继续搅拌直到不再放出氯化氢,得到磺化聚合物溶液。
(3)将磺化聚合物溶液加热至室温,加入50mL的溶剂水,剧烈搅拌30min静置后,出现水相与有机溶剂相,分离出水相。
(4)测试分析方法同实施例6。检测结果见表一。
对比例1:
具体实验过程同实施例5,不同点在于,磺化的温度为-30℃。
对比例2:
具体实验过程同实施例5,不同点在于,磺化的温度为100℃。
对比例3:
具体实验过程同实施例5,不同点在于,磺化时间:0.1h。
对比例4:
具体实验过程同实施例5,不同点在于,磺化时间:5h。
对比例5:
具体实验过程同实施例5,不同点在于,PC分子量为1000。
对比例6:
具体实验过程同实施例5,不同点在于,PC分子量为10000000。
表一各实施例测定结果
前述的实例仅是说明性的,用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换,且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种聚碳酸酯塑料中BDP的分离方法,包括以下步骤:
(1)溶解步骤,含有BDP的聚碳酸酯塑料溶于有机溶剂,搅拌至完全溶解,得到聚合物溶液;
(2)磺化步骤,提供磺化试剂,通过磺化工艺,得到含有磺化BDP溶液;
(3)分离步骤,提供溶剂水,加入到上述磺化BDP溶液中,搅拌静置,收集水相。
2.如权利要求1所述的分离方法,其特征在于,所述聚碳酸酯塑料中还包括聚烯烃、聚苯醚、聚甲基丙酸甲酯、聚氨酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的任意一种或几种组合。
3.如权利要求2所述的分离方法,其特征在于,所述聚碳酸酯的重均分子量为5000~1000000。
4.如权利要求2所述的分离方法,其特征在于,所述聚碳酸酯的重均分子量为100000~600000。
5.如权利要求1所述的分离方法,其特征在于,所述磺化工艺中磺化温度为-5~30℃。
6.如权利要求1所述的分离方法,其特征在于,所述磺化工艺中磺化温度为0~15℃。
7.如权利要求1所述的分离方法,其特征在于,所述磺化工艺中磺化时间为0.5~3h。
8.一种聚碳酸酯塑料中BDP的分析检测方法,其特征在于,经过如权利要求1-7中任一项权利要求所述的分离方法,得到的磺化BDP采用GC-MS分析检测。
9.一种聚碳酸酯塑料中BDP的分析检测方法,其特征在于,经过如权利要求1-7中任一项权利要求所述的分离方法,得到的磺化BDP采用HPLC分析检测。
10.酸酯塑料中BDP的分析检测方法,其特征在于,经过如权利要求1-7中任一项权利要求所述的分离方法,得到的磺化BDP采用FI-IR分析检测。
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