книги из ГПНТБ / Методы анализа лакокрасочных материалов.

кислоты, накрывают часовым стеклом, кипятят 30 мин, затем фильт­ руют через беззольный фильтр и промывают горячей водой до от­

Раствор фильтруют, промывают фильтр горячей водой до отри­ цательной реакции на ион хлора (проба с нитратом серебра), со­ бирают фильтрат и промывные воды в стакан, нагревают до ки­ пения и осаждают барий 10 мл 10%-ного раствора серной кис­ лоты. Кипятят смесь 5 мин, выдерживают 4 ч на горячей водяной бане или слабо нагретой плитке (для коагуляции осадка сульфата бария) и фильтруют через плотный беззольный фильтр «синяя лента». Промывают осадок на фильтре горячей водой до отрица­ тельной реакции на сульфат-ион (проба с хлоридом бария). Фильтр с осадком помещают в предварительно прокаленный при 900 °С до постоянной массы фарфоровый тигель, осторожно под­ сушивают и прокаливают до постоянной массы при температуре 800—900 °С.

Содержание сульфата бария х (в %) находят по формуле

где т — масса прокаленного осадка сульфата бария, г; g — навеска, г.

Определение двуокиси кремния

Метод основан на гравиметрическом определении двуокиси кремния, выделенной из барита, после сплавления с карбонатом натрия.

400

Подкисляют фильтрат с промывными водами соляной кислотой до покраснения лакмусовой бумажки, переводят в фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане досуха. Смачивают остаток 10—15 мл соляной кислоты, дают постоять 10 мин на горячей во­

беззольный фильтр; осадок промывают горячен водой до отрица­

Смывают осадок I с фильтра в чашку, приливают соляной кис­ лоты до полного растворения и выпаривают на водяной бане до­ суха. Растворение и выпаривание повторяют 2 раза. Смачивают осадок 10—15 мл соляной кислоты, дают постоять 5—10 мин, раз­ бавляют горячей водой, нагревают на водяной бане и отделяют выделившуюся Si0 2 фильтрованием через беззольный фильтр (оса­ док I I I ) . Фильтрат сохраняют для определения железа.

Осадки I I и I I I помещают в предварительно прокаленный при 850°С до постоянной массы платиновый тигель и прокаливают в муфельной печи при 850 °С до постоянной массы.

Содержание Si0 2 х (в %) находят по формуле

где т — масса двуокиси кремния, г; g — навеска, г.

Определение железа

ч

Метод основан на фотоколориметрическом определении железа в щелочной среде в виде комплексного соединения с сульфосалициловой кислотой.

30 мл разбавленной соляной кислоты. После окончания растворе­ ния добавляют 5—10 капель азотной кислоты для окисления же­

401

Построение калибровочного графика. В мерные колбы емкостью 100 мл отмеривают из микробюретки от 2,0 до 9,0 мл (с интерва­ лом 1,0 мл) стандартного раствора Б. При определении больших концентраций Железа в колбы вводят от 1,0 до 3,50 мл (с интер­ валом 0,20 мл) стандартного раствора А. Во все колбы приливают воду до 30 мл, по 5 мл раствора соляной кислоты (1:1), по 10 мл раствора сульфосалицпловой кислоты и аммиак (до появления запаха). Доводят'объемы растворов до метки водой, перемеши­ вают и измеряют их оптическую плотность в кювете с толщиной слоя 50 мм на фотоколорнметре с синим светофильтром № 3 при длине волны 453 нм. Раствором сравнения служит вода. По полу­ ченным данным строят калибровочный график.

ления запаха). Доводят объем раствора до метки водой, переме­

хорошими суспензирующими свойствами и способностью снижать скорость оседания пигментов: Характерная волокнистая струк­ тура обусловливает применение талька в эмалях для наружных покрытий, так как тальк повышает' их долговеч'ность. Тальк яв­ ляется эффективным упрочнителем, препятствует деформациям ла­ кокрасочного покрытия. Кроме того, тальк применяется для ре­ гулирования текучести красок, улучшения абразивостойкости

402

Определение остатка, нерастворимого в соляной кислоте

Метод основан на экстрагировании растворимых веществ со­ ляной кислотой, последующем упаривании и. гравиметрическом определении.

водяной бане, перемешивая. Доливают смесь горячей водой до первоначального объема, перемешивают и фильтруют через беззольнып фильтр, который затем промывают 5—6 раз горячей во­

900 °С платиновый или фарфоровый тигель, высушивают и прока­ ливают до постоянной массы при 850—900 °С.

Содержание остатка, нерастворимого в соляной кислоте, х (в %) находят по формуле

ЛИТЕРАТУРА

1. Лакокрасочные покрытия. Под ред. Четфнльда X. В. М., «Химия», 1968. См. с. 169.

2. Б е л е и ь к и й Е. Ф., Р и с к и н И. В. Химия и технология пигментов. 3 изд. Л., Госхимиздат, 1960. 756 с.

3.Лакокрасочные материалы. Сырье и полупродукты. Под ред. Сапгира И. Н. М., Госхимиздат, 1961. См. с. 109.

403

Г л а в а V I I

АНАЛИЗ ГОТОВЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ниже описаны некоторые методы идентификации лакокрасоч­ ных материалов неизвестного состава, а также анализа готовых продуктов, выпускаемых лакокрасочной промышленностью. Наи­ больший интерес представляет исследование неизвестных лакокра­ сочных материалов.

Ш о у 1 первым детально разработал схему анализа различных мономеров и полимеров и классифицировал их, но в настоящее время работа Шоу имеет ограниченное значение.

Некоторые авторы 2 предлагали упрощенные схемы анализа, но это были только качественные пробы.

Хаслам и Виллис 3 приводят детальный анализ полимеров ИКспектроскопическими методами. Они указывают на необходимость разделения полимера на компоненты, ибо нередко полосы погло­ щения разных компонентов совпадают и информация о составе лакокрасочных продуктов оказывается неполной.

Впредыдущих главах были рассмотрены методы анализа

сырьевых и вспомогательных материалов, а также идентифика­ ция и анализ отдельных типов пленкообразующих. Готовые лако­ красочные материалы являются сложными многокомпонентными

Для определения состава лакокрасочного материала из него прежде всего необходимо выделить составные компоненты, затем провести их детальный анализ, как это показано на схеме стр. 406.

Возможность применения физико-химических методов анализа (ИК-.спектроскопическихs _ u , хроматографических, полярографиче­ ских) во многом зависит от тщательности выделения отдельных компонентов.

405

ВЫДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ РАСТВОРИТЕЛЯ

, Растворитель извлекается из лакокрасочного материала отгонкоп при атмосферном давлении; как уже указывалось в гл. IV, такую отгонку применяют для растворителей, т. кип. которых не выше 250 °С; если т. кип. выше 250 °С пли если исследуются легко­ разлагающиеся растворители, отгонку следует вести при понижен­ ном давлении; применение вакуумной отгонки необходимо также для отделения растворителей от взрывоопасных ннтросоедииеннй, например нитрата целлюлозы.

Анализ растворителя рекомендуется проводить в последова­ тельности, указанной на схеме стр. 407.

В некоторых случаях уже на основании спектрального н хро-

Детальный анализ растворителя начинают с качественных проб на содержание хлора и азота. Наличие этих элементов указывает на присутствие хлорили азотсодержащих соединений (хлор­ бензол, метиленхлорид, хлороформ, нитропарафины). Качествен­ ными пробами проверяют присутствие спиртов, кетонов, эфиров. Пробами на растворимость в воде можно установить присутствие низших спиртов и кетонов.'По растворимости в 84%-ной серной кислоте и адсорбции на силикагеле можно определить наличие ароматических соединений.

Одновременно с качественными пробами определяют темпера­ туру кипения растворителя и показатель преломления. Если рас­ творитель кипит в широком интервале температур, можно пред­ положить присутствие смеси растворителей. В этих случаях необ­ ходимо проводить фракционную разгонку и каждую выделенную фракцию анализировать отдельно.

406

При количественном анализе растворителя определяют его химические константы (число омыления, гидроксильное, эфирное,

ное заключение о составе растворителя следует делать после по­ вторного спектрального и хроматографического анализа выделен­ ных из растворителя компонентов.

Растворитель

(число омыления, гидроксильное число, эфирное, карбонильное

число)

Повторный хроматографический и ИК-спектроскопический анализ отдельных

фракций

407

Ниже приведены примеры анализа нескольких образцов рас­ творителей, выделенных из лакокрасочных материалов.

Образец 1. На основании данных, приведенных в табл. V I I . 1, можно заключить,-, что в пробе растворителя отсутствуют арома­ тические соединения (образец не растворяется в 84%-ной серной кислоте). Невысокая температура кипения дает возможность пред­ положить наличие кетона или спирта, а кипение при определен­

спирты и сложные эфнры. Следовательно, можно предположить, что анализируемый растворитель представляет собой кетой. Тем­ пература кипения и показатель преломления указывают на метил-

Образец 2. На основании данных, приведенных в табл. V I I . 1, можно сделать заключение о том, что растворитель представляет собой смесь (большой интервал кипения), содержащую 30% аро­ матических углеводородов. Остальная часть растворителя не содер­ жит спиртов (отсутствие гидроксильных групп). Число омыления указывает на присутствие сложного эфира, а наличие карбониль­ ных групп — на присутствие кетона. По данным хроматографического анализа, в состав анализируемого образца растворителя вхо­ дит толуол (30%), этилацетат (38%)), метилизобутилкетон (32%).

этому была проведена фракционная перегонка, и она подтвердила правильность предположения. По данным ИК-спектроскопического анализа, в состав растворителя входят ароматические соединения, сложные эфиры, кетоны и спирты. Проба на растворимость в сер­ ной кислоте указывает на присутствие 60% ароматических углево­ дородов. Наличие карбонильных и гидроксильных групп подтверж-

4Q8

дает присутствие кетонов и спиртов. Хроматографический анализ дал следующий состав анализируемой пробы растворителя (в % ) : ксилол — 35; толуол — 8,0; кумол—17,0; метилэтилкетон — 8; бутилцеллозольв — 10,0; изобутилацетат —12; метилкарбинол — 10,0.

ВЫДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ ПЛАСТИФИКАТОРА1 2 .1 3

Пластификатор может быть отделен от пленкообразующего (после удаления растворителя) экстракцией растворителем или осаждением пленкообразующего" из раствора специально подоб­ ранным осадителем; последний способ применяется в тех случаях, когда не удается предотвратить попадания пленкообразующего и органического пигмента в экстракт.

гут быть диэтиловый эфир, ацетон, бензол и другие вещества. Экс­

растворяют, затем полимер осаждают, используя осадитель, рас­ творяющий пластификатор; в качестве растворителя обычно выби­ рают ацетон, а осадителя — гексан, гептан, изопропиловый спирт и т. д. Выпавшие в осадок полимер или пигменты и наполнители, если они содержатся, отделяют фильтрованием, многократно про­ мывая осадок «-гептаном.

После извлечения пластификатора растворитель удаляют испа­ рением или отгонкой, пластификатор взвешивают, определяют его

фикатор содержит сложные эфиры, его омыляют щелочью или амином, а затем хроматографически определяют выделяющиеся кислоты (в виде метиловых эфиров) и спирты (в виде ацетатов).

Функциональный анализ на присутствие фенольных, эпоксид­ ных, карбонильных и других групп дает ценную информацию о строении и химической природе анализируемого пластификатора. Эти данные следует проверять ИК-спектроскопическим и элемент­ ным анализом.

Ниже приведен ход анализа пластификатора, содержащегося в шпатлевке (по древесине).

Выделение пластификатора. Образец шпатлевки помещают в перегонную колбу и отгоняют растворитель. Он интенсивно

409