CN106404940B - 一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测方法,具体涉及一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法。其包括以下步骤:(a)采用六甲基二硅氮烷处理乙烯基封端的甲基乙烯基生胶样品C,使生胶中含有的Si‑OH转变为Si‑O‑SiMe3,去除过量的六甲基二硅氮烷,得到硅氮烷处理的生胶样品X;(b)将氢氧化钾溶于正硅酸乙酯中配制成乙氧化试剂Y,将其与样品X反应形成易挥发的Me3SiOEt,然后采用顶空进样的色谱气相进行定量分析,用外标法进行校正,最后经计算即可得出生胶中羟基含量。该方法前处理简单,不需要严格苛刻的检测环境,且灵敏度高,相对偏差较小,重复性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测方法,具体涉及一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法。
背景技术
生胶中羟基的含量还不是生胶必须测试的指标之一,但是其对于混炼胶和制品都有很大的影响,生胶中羟基含量过高会造成混炼胶结构化,缩短仓储时间,使用时增加返炼次数,浪费能源和人力,除此之外还会造成制品脱模困难,增加制品损坏率。
硅羟基含量的测试方法有以下三种:四氢化铝锂法、卡尔费休法和红外光谱法,四氢化铝锂法和卡尔费休法一般用于羟基硅油中羟基含量的测定,羟基硅油中羟基含量较高,可以测试的相对准确,红外光谱法则需要已知羟基含量的标样,并且对于微量羟基含量的测定需要苛刻的条件,以消除环境中微量水分的影响,对于这种微量硅羟基含量的测试还未见报道。
气相色谱具有高效的分离特性,尤其是顶空进样技术兼具高效的分离特性,检测灵敏度高,又能防止无机盐对于色谱柱的污染,对于样品的处理也比较简单。因此,若能采用顶空分析的方法,简单精确地测定生胶中微量羟基含量具有重要的意义。
发明内容
针对上述情况,本发明的目的在于提供一种乙烯基封端生胶中羟基含量的测定方法。
本发明采用如下技术方案:
一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法,包括以下步骤:
(a)采用六甲基二硅氮烷处理乙烯基封端的甲基乙烯基生胶样品C,使生胶中含有的Si-OH转变为Si-O-SiMe3,去除过量的六甲基二硅氮烷,得到硅氮烷处理的生胶样品X;
(b)将氢氧化钾溶于正硅酸乙酯中配制成乙氧化试剂Y,将其与样品X反应形成易挥发的Me3SiOEt,然后采用顶空进样的色谱气相进行定量分析,用外标法进行校正,最后经计算即可得出生胶中羟基含量。
其反应方程式为:
所述步骤(a)中先把生胶样品C用甲苯溶解配制成流动状态,再加入占生胶质量8~15%的六甲基二硅氮烷,80~110℃下搅拌处理2~4h后脱除可挥发组分即可。
所述步骤(a)中还包含标样处理过程:将已知O-SiMe3含量的甲基硅油溶解于D4(八甲基环四硅氧烷)中配成O-SiMe3质量含量小于0.1%的标样Z。
所述乙氧化试剂Y配置方法是把氢氧化钾溶液正硅酸乙酯,氢氧化钾的浓度为2~4g/L。
所述步骤(b)中包含制备乙氧化标样及样品的过程:分别精确称取0.1g样品C、标样Z和样品X,精确至0.1毫克,加入20mL的顶空瓶中,再加入3mL配好的乙氧化试剂Y,把顶空瓶放在振荡器上震荡至完全溶解,然后把顶空瓶置于顶空进样装置中。
顶空进样的操作条件为:炉温为60-180℃,传输线温度为100-200℃,恒温时间为60-180min,进样时间为0.18-0.22min,气体循环时间90-210min。
气相色谱的操作条件为:检测器:氢火焰FID,进样口温度:200-230℃,柱流速:1-3mL/min,最终温度:200-300℃,检测器温度:250-300℃。
在用气相色谱仪分析之前,先用三甲基乙氧基硅烷Me3SiOEt样品通过顶空进样装置确定其位置。
在分析样品之前,先分析乙氧化标样,得到三甲基乙氧基硅烷的校正系数:
Cz:标样Z中O-SiMe3的含量,以百分比表示;
Mz:标样Z的质量;
Az:被分析标样中三甲基乙氧基硅烷的峰面积;
取三次测定结果的平均值作为测试样品的校正系数;
然后测乙氧化后的样品C,测定样品C中O-SiMe3的含量:
Cc:样品C中O-SiMe3的含量,以百分比表示;
K:三甲基乙氧基硅烷的校正系数;
Ac:被分析样品中三甲基乙氧基硅烷的峰面积;
Mc:样品C的质量;
再测乙氧化后的样品X,测定样品X中O-SiMe3的含量:
Cx:样品X中O-SiMe3的含量,以百分比表示;
K:三甲基乙氧基硅烷的校正系数;
Ax:被分析样品中三甲基乙氧基硅烷的峰面积;
Mx:样品X的质量;
最后根据以上数据计算生胶样品C中羟基含量:
W(OH):生胶样品C中羟基含量(ppm)。
本发明具有以下有益之处:
1.对于生胶质量的检测增加了新一项检测指标,具有重要的意义;
2.前处理简单,样品仅需要两步处理,并且不需要严格苛刻的检测环境;
3.检测灵敏度高,可达到几个ppm,一般检测样品的羟基含量均小于100ppm,相对偏差较小且重复性好。
具体实施方式
以下结合实施例详述本发明:
实施例1
生胶处理:
称取乙烯基封端的甲基乙烯基生胶样品50g,加入烧瓶中,加入100g甲苯,完全溶解后,加入4.0g六甲基二硅氮烷,80℃下搅拌处理4h,后脱出挥发组分,得到样品X1;
称取乙烯基封端的甲基乙烯基生胶样品50g,加入烧瓶中,加入100g甲苯,完全溶解后,加入5.0g六甲基二硅氮烷,100℃下搅拌处理3h,后脱出挥发组分,得到样品X2;
称取乙烯基封端的甲基乙烯基生胶样品50g,加入烧瓶中,加入100g甲苯,完全溶解后,加入7.5g六甲基二硅氮烷,110℃下搅拌处理2h,后脱出挥发组分,得到样品X3。
实施例2
标准样配置:
把已知O-SiMe3含量为0.684%的甲基硅油10.0345g,溶于100.96g八甲基环四硅氧烷中,配成标样Z1,则标样中三甲氧基硅基的含量为0.062%;
把已知O-SiMe3含量为0.684%的甲基硅油10.5482g,溶于80.94g八甲基环四硅氧烷中,配成标样Z2,则标样中其三甲氧基硅基的含量为0.079%;
把已知O-SiMe3含量为0.684%的甲基硅油10.8350g,溶于151.32g八甲基环四硅氧烷中,配成标样Z3,则标样中其三甲氧基硅基的含量为0.046%。
实施例3
称取0.1181g标样Z1入20mL顶空瓶然后加入3mL 2g/L的乙氧化试剂。称取实施例1中样品,取0.1025g样品X1、0.1183g样品X1、0.1075g样品X1,分别加入三个20mL的顶空瓶中,然后在三个顶空瓶中依次加入3mL 2g/L的乙氧化试剂。称取0.1224g的生胶样品C加入20mL顶空瓶,然后入3mL 2g/L的乙氧化试剂。以上顶空瓶密闭后,震荡摇晃至样品完全溶解。
样品分析:
把以上顶空瓶放到顶空进样器中:
带有氢焰检测器的气相色谱仪的操作条件为:进样口温度:200℃;分流比:10:1;隔垫吹扫速度:3mL/min;初始温度:45℃;程序升温速率:5℃/min;最终温度:200℃;氢气流速度:30mL/min;补气:20mL/min。
顶空进样器操作程序:炉温:60℃;传输线温度:100℃;恒温时间:60min;气体循环时间:210min。
实施例4
称取0.1243g样品Z2入20mL顶空瓶然后加入3mL 3g/L的乙氧化试剂。称取实施例1中样品,取0.1146g样品X2、0.1152g样品X2和0.1039g样品X2,分别加入三个20mL的顶空瓶中,然后在三个顶空瓶中依次加入3mL 3g/L的乙氧化试剂。称取0.1021g的生胶样品C加入20mL顶空瓶,然后入3mL 3g/L的乙氧化试剂。以上顶空瓶密闭后,震荡摇晃至样品完全溶解。
样品分析:
把以上顶空瓶放到顶空进样器中:
带有氢焰检测器的气相色谱仪的操作条件为:进样口温度:220℃;分流比:10:1;隔垫吹扫速度:3mL/min;初始温度:80℃;程序升温速率:5℃/min;最终温度:250℃;氢气流速度:30mL/min;补气:20mL/min。
顶空进样器操作程序:炉温:80℃;传输线温度:160℃;恒温时间:100min;气体循环时间:150min。
实施例5
称取0.1162g样品Z3入20mL顶空瓶然后加入3mL 4g/L的乙氧化试剂。称取实施例1中样品,取0.0984g样品X3、0.1723g样品X3和0.1146g样品X3,分别加入三个20mL的顶空瓶中,然后在三个顶空瓶中依次加入3mL 4g/L的乙氧化试剂。称取0.1019g的生胶样品C加入20mL顶空瓶,然后入3mL 4g/L的乙氧化试剂。以上顶空瓶密闭后,震荡摇晃至样品完全溶解。
样品分析:
把以上顶空瓶放到顶空进样器中:
带有氢焰检测器的气相色谱仪的操作条件为:进样口温度:230℃;分流比:10:1;隔垫吹扫速度:3mL/min;初始温度:150℃;程序升温速率:5℃/min;最终温度:300℃;氢气流速度:30mL/min;补气:20mL/min
顶空进样器操作程序:炉温:180℃;传输线温度:200℃;恒温时间:180min;气体循环时间:90min。
最后,经计算得生胶样品中羟基含量,见下表1。
表1生胶样品中羟基含量的测定值
实施例 | 羟基含量/ppm |
实施例3 | 42 |
实施例4 | 39 |
实施例5 | 43 |
Claims (6)
1.一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)采用六甲基二硅氮烷处理乙烯基封端的甲基乙烯基生胶样品C,使生胶中含有的Si-OH转变为Si-O-SiMe3,去除过量的六甲基二硅氮烷,得到硅氮烷处理的生胶样品X;
(b)将氢氧化钾溶于正硅酸乙酯中配制成乙氧化试剂Y,将其与样品X反应形成易挥发的Me3SiOEt,然后采用顶空进样的色谱气相进行定量分析,用外标法进行校正,最后经计算即可得出生胶中羟基含量;
其中,顶空进样的操作条件为:炉温为60-180℃,传输线温度为100-200℃,恒温时间为60-180min,进样时间为0.18-0.22min,气体循环时间90-210min;
气相色谱的操作条件为:检测器:氢火焰FID,进样口温度:200-230℃,柱流速:1-3mL/min,最终温度:200-300℃,检测器温度:250-300℃;
羟基含量的计算方法为:
(1)在分析样品之前,先分析乙氧化标样,得到三甲基乙氧基硅烷校正系数:
Cz:标样Z中O-SiMe3的含量,以百分比表示;
Mz:标样Z的质量;
Az:被分析标样中三甲基乙氧基硅烷的峰面积;
取三次测定结果的平均值作为测试样品的校正系数;
(2)样品C中O-SiMe3的含量计算方法:
Cc:样品C中O-SiMe3的含量,以百分比表示;
K:三甲基乙氧基硅烷的校正系数;
Ac:被分析样品中三甲基乙氧基硅烷的峰面积;
Mc:样品C的质量;
(3)样品X中O-SiMe3的含量计算方法:
Cx:样品X中O-SiMe3的含量,以百分比表示;
K:三甲基乙氧基硅烷的校正系数;
Ax:被分析样品中三甲基乙氧基硅烷的峰面积;
Mx:样品X的质量;
(4)生胶样品C中羟基含量的计算方法:
W(OH):生胶样品C中羟基含量(ppm)。
2.根据权利要求1所述的一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法,其特征在于,所述步骤(a)中先把生胶样品C用甲苯溶解配制成流动状态,再加入占生胶质量8~15%的六甲基二硅氮烷,80~110℃下搅拌处理2~4h后脱除可挥发组分即可。
3.根据权利要求1所述的一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法,其特征在于,所述步骤(a)中还包含标样处理过程:将已知O-SiMe3含量的甲基硅油溶解于D4中配成O-SiMe3质量含量小于0.1%的标样Z。
4.根据权利要求3所述的一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法,其特征在于,所述乙氧化试剂Y的浓度为2~4g/L。
5.根据权利要求4所述的一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法,其特征在于,所述步骤(b)中包含制备乙氧化标样及样品的过程:分别精确称取0.1g样品C、标样Z和样品X,精确至0.1毫克,加入20mL的顶空瓶中,再加入3mL配好的乙氧化试剂Y,把顶空瓶放在振荡器上震荡至完全溶解,然后把顶空瓶置于顶空进样装置中。
6.根据权利要求1所述的一种甲基乙烯基生胶中羟基含量的测定方法,其特征在于,在用气相色谱仪分析之前,先用三甲基乙氧基硅烷Me3SiOEt样品通过顶空进样装置确定其位置。
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