DE4205765A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gehalts an extrahierbaren bestandteilen von polymer-systemen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gehalts an extrahierbaren bestandteilen von polymer-systemenInfo
- Publication number
- DE4205765A1 DE4205765A1 DE19924205765 DE4205765A DE4205765A1 DE 4205765 A1 DE4205765 A1 DE 4205765A1 DE 19924205765 DE19924205765 DE 19924205765 DE 4205765 A DE4205765 A DE 4205765A DE 4205765 A1 DE4205765 A1 DE 4205765A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- samples
- extractor
- insert
- micro
- test pieces
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/16—Retorts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/02—Solvent extraction of solids
- B01D11/0215—Solid material in other stationary receptacles
- B01D11/0219—Fixed bed of solid material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/44—Resins; rubber; leather
- G01N33/445—Rubber
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren
Bestandteilen aus Polymersystemen wie z. B. Kautschuk,
Kautschukmischungen und deren Vulkanisaten.
Die Bestimmung des Gehalts an in Kautschuk, Kautschuk
mischungen sowie ihren Vulkanisaten enthaltenen löslichen
Anteile ist eine der bei diesen Stoffen angewandten Material
prüfungen. Die extrahierbaren Anteile können z. B. Weich
macher, Beschleuniger, Alterungsschutzmittel und andere
Stoffe enthalten.
Die extrahierbaren Anteile werden nach DIN 53 553 bestimmt.
Nach einer Bestimmungsmethode dieser DIN-Vorschrift werden
fein zerkleinerte Proben in eine Extraktionshülse eingewogen,
die Hülse mit der eingewogenen Probe in den Extraktor eines
Extraktionsgerätes, z. B. nach Soxhlet, eingesetzt und mehrere
Stunden mit einem Extraktionsmittel, z. B. Aceton oder
Ethanol/Toluol extrahiert. Nach Beendigung der Extraktion
wird das Extraktionsmittel abdestilliert, der Extrakt bei
105°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Nach Abkühlung
wird der Gehalt an extrahierbaren Bestandteilen durch
direkte Wägung des Extraktes bestimmt.
Bei einer anderen in der DIN-Vorschrift beschriebenen
Methode erfolgt die Bestimmung der extrahierbaren Bestand
teile durch Differenzwägung der Probe vor und nach der
Extraktion. Dazu wird eine fein zerkleinerte Probe in einen
vorher gewogenen Einsatztiegel mit Glasfrittenboden gege
ben, das Gewicht des Einsatztiegels mit der Probe bestimmt
und der Einsatztiegel in den Extraktor eines Extraktions
gerätes eingesetzt. Nach mehrstündiger Extraktion wird
der Einsatztiegel getrocknet und wieder gewogen.
Diese Methoden sind zeit- und arbeitsaufwendig. Die Proben
müssen zunächst auf einer Walze gebrochen und zerkleinert
werden und für jede Probe wird ein Extraktionsgerät benötigt.
Im Vergleich zu anderen an Vulkanisaten durchgeführten
Materialprüfungen und Bestimmungen, wie Quellung, Pyrolyse-
Gaschromatographie, Schwefelbestimmung oder Thermogravimetrie
ist die Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren Bestand
teilen die langsamste Bestimmung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfacheres
Verfahren zur Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren Be
standteilen in Polymersystemen, wie z. B. Kautschuk, Kaut
schukmischungen und deren Vulkanisaten zu schaffen sowie
eine für dieses Verfahren geeignete Vorrichtung.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeweils mehrere aus
einem Stück bestehende Mikroproben des Polymersystems, wie
z. B. Kautschuk oder Vulkanisat mit einem Extraktionsmittel
extrahiert werden, die extrahierten Mikroproben getrocknet
werden und der Gehalt an extrahierbaren Bestandteilen durch
Differenzwägung ermittelt wird.
Dieses Verfahren ist insbesondere für Polymersysteme geeig
net, die durch Vulkanisation von Mischungen aus Naturkaut
schuk, Polybutadien und Butadien-Styrol-Copolymeren herge
stellt werden.
Im Unterschied zu den eingangs beschriebenen bisherigen
Bestimmungen wird erfindungsgemäß keine aus feinen Krümeln
bestehende Probe verwendet, die in eine Extraktionshülse
oder einen Einsatztiegel mit Glasfrittenboden eingefüllt
werden muß. Vielmehr wird erfindungsgemäß eine aus einem
Stück bestehende Probe verwendet. Die bisherigen Proben
einwaagen bei den fein zerteilten Materialien betrugen
über 1 Gramm bis mehrere Gramm. Demgegenüber liegt das
Gewicht der aus einem Stück bestehenden Mikroprobe deut
lich unter 1 Gramm. Der untere Wert des Gewichtsbereichs
der beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Mikro
proben wird durch die Handhabung und die Erzielung
repräsentativer Werte, und der obere Wert wird durch die
Quellbarkeit und die Möglichkeit, alle extrahierbaren
Bestandteile herauszulösen, bestimmt. In der Regel liegt
das Gewicht im Bereich von etwa 50 bis 400 mg, bevorzugt
unter 250 mg.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß keine
Extraktionshülsen oder Einsatztiegel zur Aufnahme der
Probe notwendig sind. Vielmehr können Einsätze verwendet
werden, die mit mehreren Halterungen für die aus jeweils
einem Stück bestehenden Mikroproben versehen sind. Damit
ist es möglich, in dem Extraktionsgerät mehrere Proben
gleichzeitig zu extrahieren, was zeit-, material- und
energiesparend ist.
Als Extraktionsmittel werden Lösemittel verwendet, welche
die Proben quellen, ohne das Polymer zu lösen, und in denen
die zu extrahierbaren Bestandteile löslich sind. Bevorzugt
wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein azeotropes
Gemisch aus 68 Vol-% Ethanol und 32 Vol-% Toluol verwendet.
Die erfindungsgemäß verwendeten Mikroproben haben vorzugs
weise die Form von Stiften. Diese werden mit einem Stanz
messer oder einer Schere aus dem zu bestimmenden Material
ausgeschnitten.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß die extrahierten Mikroproben bei ande
ren Analysenmethoden eingesetzt werden können, bei denen
aus einem Stück bestehende Proben verwendet werden und
bei denen die Analyse an nicht extrahierten Proben zu
verfälschten Ergebnissen führt oder sich schwerer durch
führen läßt. So erhält man bei der Schwefelbestimmung an
extrahierten Proben genauere Ergebnisse für den im Polymer
vernetzten Schwefel, da nicht-vulkanisationswirksame
extrahierbare Schwefelanteile, die ggf. durch andere
Mischungsbestandteile in das Material eingetragen wurden,
entfernt werden. Für die Quellungsberechnung erhält man
eine exaktere Bezugsbasis, wenn die Quellung an extrahierten
Proben durchgeführt wird, bei denen der Ölanteil vollständig
entfernt ist. Desgleichen wird die Verschmutzung des Gas
chromatographen durch Pyrolyseprodukte des Öls verhindert,
wenn die Pyrolyse-Gaschromatographie an extrahierten
Proben durchgeführt wird.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann ein Extraktor
verwendet werden, der einen Einsatz mit mehreren offen
im Extraktor angeordneten Halterungen für die Mikroproben
aufweist. Vorzugsweise sind die Halterungen so geformt,
daß möglichst wenig der Oberfläche der Mikroprobe durch
die Halterung abgedeckt ist, so daß das Extraktionsmittel
ungehindert mit der Mikroprobe in Kontakt kommt. Die
Halterungen können z. B. als Nadeln ausgebildet sein, auf
die die Mikroproben gesteckt werden. Ferner können als
Halterungen Klammern am Einsatz vorgesehen sein, in die
die Mikroproben eingeklemmt werden.
Die Form des Einsatzes kann beliebig gewählt werden, solange
die an ihm befestigten Halterungen offen im Extraktor ange
ordnet sind, und somit ein freier Zutritt des Extraktions
mittels zu den Mikroproben in den Halterungen möglich ist.
Der Einsatz kann z. B. aus mehreren im wesentlichen parallel
zur Gefäßwand verlaufenden Längsstäben bestehen, die durch
Querstäbe miteinander verbunden sind, die die Halterungen
für die Mikroproben tragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Einsatz
einen Längsstab auf, der mit mindestens einer im wesent
lichen senkrecht zur Gefäßwand des Extraktors angeordneten
Scheibe fest verbunden ist, an der die Halterungen für die
Mikroproben befestigt sind. Vorzugsweise verläuft der
Längsstab durch eine zentrale Bohrung der Scheibe. Die
Scheibe bzw. die Scheiben sind mit Abstand zur Gefäßwand
des Extraktors angeordnet, so daß das Extraktionsmittel
zwischen Gefäßwand und Scheibe durchlaufen kann. Zusätz
lich können die Scheiben Öffnungen für den Durchfluß des
Extraktionsmittels aufweisen. Die Halterungen für die
Mikroproben können ringförmig an den Scheiben befestigt
sein.
Als Materialien für den Einsatz mit den Halterungen können
alle Materialien verwendet werden, die sich bei den Extrak
tionsbedingungen neutral verhalten. Beispielsweise können
Glas, Polytetrafluorethylen oder Stahl verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird an Hand der Figuren und
des Beispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Extraktionsgefäß nach Soxhlet mit einem erfin
dungsgemäßen Extraktor,
Fig. 2 einen schematisch dargestellten, nicht maßstabs
gerechten Einsatz für den Extraktor,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Scheibe des Einsatzes nach
Fig. 2.
Das Extraktionsgerät nach Soxhlet weist einen Rückfluß
kühler 1, einen Extraktor 2 mit Überlauf 3 und Einsatz 4
sowie einen Destillationskolben 5 auf. Der Einsatz 4 be
steht aus einem Glasstab 5 mit Fuß 6 und zwei Scheiben 7
aus Polytetrafluorethylen. An jeder Scheibe 7 sind jeweils
acht Klammern 8 aus Stahl als Halterungen für die zu
extrahierenden Mikroproben 9 befestigt. In Fig. 2 sind der
Übersicht wegen nur jeweils vier Klammern je Scheibe ge
zeigt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Klammern 8 für
die Mikroproben ringförmig um den durch eine zentrale
Bohrung in der Scheibe 7 geführten Glasstab 5 angeordnet.
Es kann eine Vielzahl von Mikroproben gleichzeitig extra
hiert werden. Die zu extrahierenden Proben sind offen in
dem Extraktor 2 angeordnet, so daß sie in das aus dem
Rückflußkühler tropfende und sich im Extraktor sammelnde
Extraktionsmittel eintauchen. Bis auf die Stellen, an
denen die Proben in die Klammern eingeklemmt sind, steht
die Oberfläche der Proben mit dem Extraktionsmittel in
Kontakt.
Um die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zu
prüfen, wurde der Gehalt an extrahierbaren Bestandteilen
identischer Materialien sowohl nach der herkömmlichen
Methode gemäß DIN 53 553 und nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren durchgeführt.
Bei der Methode gemäß DIN 53 553 wurden jeweils 3 g der
auf einer Walze gebrochenen Materialprobe in eine Extrak
tionshülse eingewogen und im Soxhlet-Extraktor 8 Stunden mit
Aceton extrabiert. Das Aceton wurde am Rotationsverdampfer
vom Extrakt abdestilliert und der Extrakt 4 Stunden bei
110°C im Trockenschrank getrocknet. Nach dem Erkalten
wurde der Extrakt gewogen. Der aus der Bestimmung von zwei
Proben eines Materials ermittelte Mittelwert ist in der
folgenden Tabelle angegeben.
Der Gehalt an extrahierbaren Bestandteilen derselben
Materialien wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
bestimmt. Bei den Materialien 1) bis 10) wurden jeweils
zwei stiftförmige Proben aus den Materialien geschnitten,
bei den Materialien 11) und 12) jeweils eine Probe und
beim Material 13) sieben Proben. Von allen Proben wurde
das Gewicht bestimmt. Mehrere Proben von verschiedenen
Materialien wurden in die in Fig. 2 gezeigten Klammern
eingeklemmt. Der Einsatz wurde in den Extraktor gestellt,
und die Proben wurden darin 8 Stunden mit einem azeotropen
Gemisch aus 68 Vol.-% Ethanol und 32 Vol.-% Toluol extra
hiert, wobei die Heizung so geregelt war, daß der Extraktions
mittelwechsel 12mal pro Stunde erfolgte. Anschließend
wurden die Proben im Vakuumtrockenschrank bei 80°C 2 Stunden
getrocknet und wieder gewogen. Aus der Gewichtsdifferenz
der Probe vor und nach der Extraktion wurde der Gehalt an
extrahierbaren Bestandteilen errechnet. In der folgenden
Tabelle sind sowohl die Einzelwerte als auch die daraus
ermittelten Mittelwerte angegeben.
Die 13 untersuchten Materialien waren Vulkanisate, die
sich im Polymer und/oder Rußanteil und/oder anderen Be
standteilen bzw. Eigenschaften unterschieden. Die Polymer
zusammensetzung ist jeweils in der Tabelle angegeben.
Dabei bedeutet NR Naturkautschuk, BR Polybutadien und
SBR Styrol-Butadien-Copolymer. Die Zahlen geben jeweils
die Mengen der einzelnen Polymere am Gesamtpolymergehalt
der Materialien an.
Die Werte der obigen Tabelle zeigen, daß die nach dem erfindungs
gemäßen Verfahren erhaltenen Ergebnisse gut mit denen der her
kömmlichen Bestimmung übereinstimmen, bei denen für jede
Probe eine separate Extraktion vorgenommen wird. Ferner
zeigen die Werte, daß auch bei sehr unterschiedlichen
Probengewichten gut übereinstimmende Werte erhalten werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes an extrahierbaren
Bestandteilen in Polymersystemen, wie z. B. Kautschuk,
Kautschukmischungen sowie deren Vulkanisaten, bei dem
jeweils mehrere aus einem Stück bestehende Mikroproben
mit einem Extraktionsmittel extrahiert werden, die
extrahierten Mikroproben getrocknet werden, und der
Gehalt an extrahierbaren Bestandteilen durch Differenz
wägung der Mikroproben vor und nach der Extraktion
ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Extraktionsmittel ein azeotropes Gemisch aus Etha
nol und Toluol verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die aus einem Stück bestehenden Mikroproben die Form
von Stiften haben.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Mikroproben jeweils ein Gewicht im
Bereich von 50 bis 400 mg haben.
5. Extraktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Extraktor (2) einen Einsatz (4) mit mehreren offen im
Extraktor angeordneten Halterungen (8) für die Mikro
proben (9) aufweist.
6. Extraktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halterungen (8) nadelförmig sind.
7. Extraktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halterungen (8) klammerförmig sind.
8. Extraktor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) mindestens einen zur
Gefäßwand des Extraktors (2) im wesentlichen parallel
verlaufenden Stab (5) aufweist, der mit mindestens
einer zur Gefäßwand im wesentlichen senkrecht und mit
Abstand angeordneten Scheibe (7) verbunden ist, an der
die Halterungen (8) für die Mikroproben befestigt sind.
9. Extraktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Einsatz (4) einen Stab (5) aufweist, der in der Mitte
der Scheibe 7 mit dieser verbunden ist.
10. Extraktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halterungen (8) ringförmig um den Stab (5) ange
ordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924205765 DE4205765C2 (de) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren Bestandteilen von Polymer-Systemen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924205765 DE4205765C2 (de) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren Bestandteilen von Polymer-Systemen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4205765A1 true DE4205765A1 (de) | 1993-08-26 |
DE4205765C2 DE4205765C2 (de) | 1997-04-10 |
Family
ID=6452536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924205765 Expired - Fee Related DE4205765C2 (de) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren Bestandteilen von Polymer-Systemen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4205765C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997048754A1 (en) * | 1996-06-18 | 1997-12-24 | Bespak Plc | A method of cleaning or purifying elastomers and elastomeric articles which are intended for medical or pharmaceutical use |
FR2864095A1 (fr) * | 2003-12-23 | 2005-06-24 | Valois Sas | Procede d'elimination des polluants contenus dans une piece elastomere |
-
1992
- 1992-02-25 DE DE19924205765 patent/DE4205765C2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 1-310702 (A) in: Patent Abstracts of Japan, C Field, Vol. 14, No. 106 (C-694) * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997048754A1 (en) * | 1996-06-18 | 1997-12-24 | Bespak Plc | A method of cleaning or purifying elastomers and elastomeric articles which are intended for medical or pharmaceutical use |
US6068789A (en) * | 1996-06-18 | 2000-05-30 | Bespak, Plc | Method of cleaning or purifying elastomers and elastomeric articles which are intended for medical or pharmaceutical use |
FR2864095A1 (fr) * | 2003-12-23 | 2005-06-24 | Valois Sas | Procede d'elimination des polluants contenus dans une piece elastomere |
WO2005063863A1 (fr) * | 2003-12-23 | 2005-07-14 | Valois Sas | Procédé d'élimination des polluants contenus dans une pièce élastomère. |
US8008537B2 (en) | 2003-12-23 | 2011-08-30 | Valois Sas | Method for eliminating pollutants contained in an elastic part |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4205765C2 (de) | 1997-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2822722C2 (de) | Antioxidans für Dien-Kautschuke | |
DE102009032649A1 (de) | Massenspektrometrische Identifizierung von Mikroben nach Unterarten | |
Fruhman et al. | Quantitative effects of corticosterone on rat bone marrow | |
Brøgger et al. | A model for the production of chromosome damage by mitomycin C | |
DE4205765C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren Bestandteilen von Polymer-Systemen | |
DE2311965A1 (de) | Wachs-zusammensetzung | |
Kučera et al. | On the fracture morphology in wood: part 1: A SEM-study of deformations in wood of spruce and aspen upon ultimate axial compression load | |
DE10315581A1 (de) | Verfahren zur Qualitätsbestimmung von RNA-Proben | |
Kligerman et al. | Characterization of a rat lymphocyte culture system for assessing sister chromatid exchange. II. Effects of 5‐bromodeoxyuridine concentration, number of white blood cells in the inoculum, and inoculum volume | |
Hamad et al. | Chemtaxonomic Relationship of Roots Phenolic Compounds for Selected Species of Four Families Recently Grouped in Brassicales by APGIII | |
chaitanya Chippada et al. | Cytotoxic and genotoxic effects of Centella asiatica extract in the cultured human peripheral blood lymphocytes | |
Pacyna et al. | Einfluß des Molybdäns auf die Zähigkeit von Schnellarbeitsstählen | |
DE3137502C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Weichmachers für Gummimischungen und Kesselbrennstoff | |
DE3341346C2 (de) | ||
Horsley et al. | Variation in radiosensitivity during the cell-cycle of Oedogonium cardiacum | |
DE711444C (de) | Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Fettgehaltes von Stoffen | |
DD247520A1 (de) | Verfahren zur qualitaetsueberwachung von schmieroelraffinationsprozessen | |
DE19839531B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes an Tonmineralien in einem tonmineralhaltigen Material | |
DE3006969C2 (de) | Probentisch für die spektralanalytische Untersuchung | |
DE3305303A1 (de) | Verfahren zum trennen von kohlenwasserstoffen durch fluessigextraktion | |
Abramczuk | Effect of formalin fixation on the dry mass of isolated rat liver nuclei | |
Singh | A comparative wood anatomical study on two species of Acacia | |
AT526257A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Dehnungsverhaltens von Papier | |
DE1470614C (de) | Bituminöse Masse und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
EP1489162A2 (de) | Vefahren und Vorrichtung zur Bestimmung von ausdifferenzierten Säugerzellen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |