Качественный анализ исходного сырья и полимеров
Качественное определение динзоцианата. В 5—10 мл ледяной уксусной кислоты растворяют при комнатной температуре 0,5 г изоцианата и К полученному раствору добавляют 0,1 г п-диметиламинобензальдегида. Через 20—30 мин появляется интенсивная желтая окраска. Эту реакцию дают и блокированные смолы из изоцианатов.
Качественная реакция на этиленгликоль. К нескольким миллилитрам испытуемого раствора прибавляют 20 мл водного раствора кодеина и 4 капли концентрированной серной кислоты, после чего смесь осторожно нагревают. В присутствии этиленгликоля она окрашивается в красно - фиолетовый цвет.
Качественная реакция на глицерин. Испытуемый раствор или полимер. смешивают в пробирке с безводным сульфатом магния. Пробирку закрывают корковой пробкой, с отводной трубкой. Смесь сначала осторожно нагревают, затем повышают температуру и собирают образующийся дистиллят в пробирку с 1 'мл (воды. Наличие акролеина в продуктах разложения легко установить по их слезоточивому действию и по восстановлению аммиачного раствора нитрата серебра.
Качественное определение полиуретанов основано на определении спиртов и диаминов в продуктах кислотного или щелочного гидролиза. Спирты и амины определяют приведенными выше методами.
Количественный анализ исходного сырья и полимеров
Определение изоцианатного числа. Для определения изоцианатного числа используют обычно реакцию вещества, содержащего изоцианатные группы (изоцианата, олигомера, полимера), с диалкиламином, приводящую к образованию замещенной мочевины:
R R
S>NH + R'-N=C=0-> NM—С—NH-R' W R II
О
Изоцианатным числом называется'количество НС1, мг, соответствующее количеству амина, пошедшего на взаимодействие с 1 г вещества, содержащего изоцианатные группы.
В две чистые сухие конические колбы с пришлифованными пробками емкостью 250 мл отвешивают на аналитических весах точные навески (0,5—1 г) вещества, содержащего изоцианатные группы (в зависимости от предполагаемого содержания изоцианатных групп навеска может колебаться от 0,5 до 5 г), и приливают 0,2 н. раствора ди-п-бутиламина в толуоле.
Полученные смеси взбалытывают. Через 30 мин добавляют в колбы по 100 мл изопропилового спирта и оттитровывают избыток дибутилами - на 0,1 н. раствором НС1 в присутствии индикатора бромфенолового синего до появления желто-зеленой окраски. Одновременно ставят контрольный опыт без навески.
Изоцианатное число (Из. ч.)-рассчитывают по формуле
„ (а — Ь) Г-1000
Из. ч. =--------------------------------------- --------- ,
Где а— количество 0,1 и. НС1, пошедшее на титрование контрольной пробы, мл; b — количество 0,1 н. НС1, пошедшее на титрование пробы с навеской, мл; Т— титр раствора НС1; g— навеска, г.
Количественное определение этиленгликоля и глицерина в полимерах или олигомерах (полиэфирах). Навеску 2—5 г испытуемого полимера (олигомера) омыляют 25 мл 2 н. водного раствора щелочи в кругло - донной колбе с обратным холодильником в течение 3 ч на кипящей водяной бане. После этого избыток щелочи нейтрализуют, содержимое колбы количественно переносят в фарфоровую чашку и смешивают с 50—70 г прокаленного сульфата натрия.
Образовавшуюся кашицу переносят в патрон из асбеста или бумаги и помещают в аппарат Сокслета. В колбу аппарата заливают серный эфир и нагревают на водяной бане с закрытым электрообогревом до тех пор, пока проба эфира из аппарата не перестанет оставлять жирное пятно на фильтровальной бумаге. Экстракт переносят ©о взвешенную на аналитических весах колбочку и отгоняют эфир.
По весу остатка в колбе рассчитывают процентное содержание гликоля или глицерина (в %):
£2100
Л,
G 1
Где G 1 — вес исследуемого продукта;.^ — вес экстракта.
Методы получения, качественное и количественное определение диаминов описаны в ч. II.
Количественное определение олигомеров, содержащих простую и сложноэфирную связи. Так как олигомеры простых и сложных эфиров, используемые в производстве полиуретанов, содержат концевые гидро - ксильные группы, их можно определять по способу Верлея (стр. 217) в том случае, если они не содержат воды.
Определение состава полиэфируретанов и полимочевин. В состав полиуретанов могут входить изоцианаты и полиэфиры, полученные из двухосновных кислот и спиртов.
Для определения состава полиуретанов их подвергают гидролизу щелочью или кислотой, а также аминолизу.
Для омыления полиуретанов существует следующая методика. Навеску 2—3 г образца омыляют 1 н. спиртовым раствором щелочи (КОН) при нагревании на водяной бане. В результате гидролиза двухосновные кислоты выделяются в виде калиевых солей, нерастворимых в спирте. Их отфильтровывают и промывают спиртом, высушивают и взвешивают,
К щелочному раствору прибавляют 60%-ную серную кислоту до нейтральной реакции, после чего добавляют 1 мл НС1 (конц.). Полученный раствор экстрагируют смесью этилового эфира и ацетона (1 1); экстракт сушат прокаленным* сульфатом натрия, фильтруют и отгоняют растворитель.
Остаток высушивают при 60° С до постоянного веса в вакууме. Получают спирты, которые идентифицируют по плотности, показателю преломления и качественным реакциям (см. стр. 228—230).
Кислотный гидролиз полиуретана можно проводить нагреванием полимера с 60%-ной серной или фосфорной кислотой, в течение 2—3 ч, при этом выделяется СОг, диамин и спирт. При гидролизе полиуретана из 1,4-бутандиола и 1,4-гексаметиленДиизоцианата выделяются С02, гексаметилендиамин и бутандиол-1,4. Под действием минеральной кислоты бутандиол превращается в тетрагидрофуран. Его константы: Й?420=0,888; rtD20= 1,4060; т. кип. 55—66° С. Из продуктов гидролиза его выделяют экстракцией изобутиловым спиртом с последующей разгонкой экстракта.
Аминолиз полиуретанов проводят анилином. Полиуретаны типа —R—NH—COOCH2R'— при кипячении с анилином разрушаются с образованием дифенилмочевины, которую отфильтровывают, промывают спиртом, высушивают и взвешивают. Диамины и спирты остаются в фильтрате, из которого их можно извлечь (см. выше).
Полимочевины при нагревании до температуры деструкции деполи - меризуются с образованием смеси диаминов, соответствующих диизоциа - нату и исходному диамину. Образовавшиеся диамины идентифицируют по температуре плавления и содержанию азота.