CN1712943A - 环氧值测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环氧值测定方法，该方法按以下步骤进行：分别移取150mL丙酮和5mL盐酸混匀于容量瓶内，备用；称取含环氧乙烷基的化合物0.400～0.500g，置于具塞磨口锥形瓶中，加入25mL第(1)配制的盐酸－丙酮溶液，混匀后放入40－45℃恒温槽，反应2.0－4.0h，取出，冷却至室温，加3滴混合指示剂，用NaOH标准溶液进行滴定，消耗体积为VmL；同时作空白试验得V₀mL；再按计算公式计算环氧值。该方法对环氧值的分析结果的误差能够减小到2.31－0.39％，比国标GB1677－81所介绍的分析方法的相对误差6.5％有明显的下降。

Description

环氧值测定方法

                     技术领域

本发明涉及一种环氧值测定方法。

                     背景技术

测定环氧值的方法通常有盐酸-吡啶法、盐酸-丙酮法、盐酸-二氧六环法、溴化氢醋酸溶液直接滴定法和高氯酸-四乙基溴化铵非水滴定法以及比色法、光谱分析法。其中盐酸吡啶法操作麻烦且吡啶毒性大，刺激性强烈；而盐酸二氧六环法中试剂价格较高，毒性也较大；溴化氢醋酸溶液直接滴定法的不足之处在于溴化氢的挥发性更强，配制的标准溶液需要逐日标定；高氯酸-四乙基溴化铵非水滴定法成本较高，还污染环境；比色法仅用于测定高聚物中微量的环氧基；光谱分析法则必须有标准谱图及标准试样做成的定量曲线。而盐酸-丙酮法所用试剂便宜，操作简单，一直广泛应用于二酚基丙烷型环氧树脂的环氧值测定，但是误差较大。

                     发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术存在的缺陷或问题，提供一种改进了的环氧值测定方法。该方法通过改变GB1677-81的分析条件，反应时间和温度等因素对以环氧氯丙烷为分析对象时测定环氧值的准确度的影响。实验结果表明在45℃下试样与盐酸丙酮溶液反应4h后测得环氧氯丙烷的环氧值与理论值最接近，相对误差在0.4％以下，比国标GB1677-81采用的分析方法带来的相对误差6.5％以上有明显的降低。

1实验原理

2试剂与溶液

丙酮，盐酸，氢氧化钠，环氧氯丙烷；盐酸-丙酮溶液，盐酸与丙酮按体积比1∶30配制，现用现配；混合指示剂，0.1％甲酚红水溶液与0.1％的百里香酚水溶液按体积比1∶3混合，用0.01mol·L^-1氢氧化钠调至中性。

3实验方法

(1)分别移取150mL丙酮和5mL盐酸混匀于容量瓶内；

(2)称取环氧氯丙烷0.4～0.5g，置于具塞磨口锥形瓶中，分别加入25mL盐酸-丙酮溶液，混匀后放入45℃恒温槽，反应4h；

(3)移取25mL盐酸-丙酮溶液，加3滴混合指示剂，进行空白滴定，滴定需在30s内完成，保持5s不褪色即为终点，消耗NaOH标准溶液的体积为V₀mL；

(4)取出反应产物，冷却至室温，加3滴混合指示剂，用NaOH标准溶液进行滴定，消耗体积为VmL。

1.4计算公式

环氧值EV按下式计算： $\mathrm{EV}=\frac{(V_0-V)N}{W\×10};$ 其相对误差

$E_r=\frac{\mathrm{EV}-1.081}{1.081}\×100.$

式中：V₀--空白试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积/mL；

      V--试样试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积/mL；

      N--氢氧化钠标准溶液的浓度/mol·L^-1；

      W--试样质量/g。

                   附图说明

图1为在20℃条件下，反应时间对环氧值的相对误差图。

图2为在反应时间2.5h条件下，温度对环氧值的相对误差图。

图3为在45℃条件下，反应时间对环氧值的相对误差图。

                   具体实施方式

以环氧氯丙烷为分析对象的系列实验，其中环氧氯丙烷量W＝0.400g，V₀＝81.15mL，N＝0.1205mol·L^-1，测定环氧值有反应时间和温度及分析结果的相对误差如表1：

                            表1环氧值测定结果的相对误差

时间(h)	温度(℃)	V(ml)			Er/％			平均值(％)	RSD(％)
										2.5	40	45.96	45.98	45.95	1.98	1.99	1.97	1.98	0.007
2.0	45	46.09	46.08	46.07	2.31	2.26	2.28	2.28	0.011
										2.5	45	45.84	45.86	45.82	1.57	1.56	1.59	1.57	0.014
3.0	45	45.55	45.55	45.61	0.84	0.82	0.81	0.82	0.026
										3.5	45	45.46	45.48	45.41	0.42	0.40	0.45	0.42	0.084
4.0	45	45.46	45.48	45.45	0.42	0.40	0.39	0.40	0.054
										2.0	48	46.11	46.13	46.11	2.38	2.41	2.42	2.40	0.009
2.5	48	45.98	45.97	46.00	2.06	2.07	2.09	2.07	0.007

3.0	48	45.89	45.83	45.86	1.69	1.72	1.70	1.70	0.009
										3.5	48	45.73	45.75	45.74	1.49	1.50	1.52	1.50	0.010
4.0	48	45.61	45.65	45.60	1.11	1.09	1.08	1.09	0.014

1、在室温20℃时，反应时间对环氧值分析结果的影响

按照国标GB1677-81中的方法分析环氧值时，均是在室温让环氧化合物与盐酸-丙酮溶液反应30min，然后测定环氧值的大小，采用这种分析条件对环氧氯丙烷进行了分析，实验结果见图1，实验发现所得结果的相对误差很大。为此尝试了延长反应时间来降低分析误差的办法。

由图1可知，按照国标GB1677-81中的方法分析环氧值时，相对误差在6.5％以上，即使将反应时间延长到4h，相对误差仍然高达4.5％。

2、反应温度对环氧值分析结果的影响

先固定反应时间为2.5h，提高环氧氯丙烷与盐酸-丙酮溶液的反应温度，其分析结果见图2。由图2可知，随着反应温度的提高，测定结果的相对误差明显下降。表明环氧基在较高的温度能下更快地发生开环反应。但考虑到分析所用溶剂丙酮的沸点只有56.5℃，如果温度太高，必然导致丙酮的挥发，同时从分析条件上不易控制，因此选定45℃作为环氧氯丙烷与盐酸-丙酮溶液的反应温度。

3、在45℃下最佳反应时间的确定

上述分析结果表明，反应温度和反应时间均影响分析结果的准确度，如果采用反应时间为2.5h、反应温度为45℃，其分析结果的误差仍在1.5％以上。为此，在确定反应温度为45℃的情况下进一步探讨反应时间的变化对分析结果准确性的影响，实验结果见图3。由图3可知，随着反应时间的延长，测得的环氧值的相对误差开始迅速减小，但到后来逐渐趋于平缓，几乎无显著变化，基本保持在0.40％左右，说明反应4h后能获得理想的分析结果。

4结语

用盐酸-丙酮法以环氧氯丙烷为分析对象测定环氧值时，在一定范围内提高盐酸-丙酮溶液与环氧氯丙烷的反应温度和适当延长反应时间有利于减少分析时的相对误差，提高分析结果的准确度。实验发现在反应时间为2-4h、反应温度为40-48℃时，对环氧氯丙烷的环氧值的分析结果的误差能够减小到2.31-0.39％，比国标GB1677-81所介绍的分析方法的相对误差6.5％有明显的下降。

Claims (1)

1、一种环氧值测定方法，按以下步骤进行：

(1)分别移取150mL丙酮和5mL盐酸混匀于容量瓶内；(2)称取含环氧乙烷基的化合物0.400～0.500g，置于具塞磨口锥形瓶中，加入25mL第(1)配制的盐酸-丙酮溶液，混匀后放入40-48℃恒温槽，反应2.0-4.0h，取出，冷却至室温，加3滴混合指示剂，用NaOH标准溶液进行滴定，消耗体积为V mL；(3)移取25mL盐酸-丙酮溶液，加3滴混合指示剂，进行空白滴定，保持5s不褪色即为终点，消耗NaOH标准溶液的体积为V₀mL；环氧值EV按下式计算： $\mathrm{EV}=\frac{(V_0-V)N}{W\×10};$ 其相对误差 $E_r=\frac{\mathrm{EV}-1.081}{1.081}\×100,$ 式中：V₀——空白试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积/mL；V——试样试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积/mL；N——氢氧化钠标准溶液的浓度/mol·L^-1；W——试样质量/g。

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