摘 要:GB/T 24282-2009描述了用蒸餾—結(jié)晶的方法測定聚丙烯的二甲苯可溶物含量，其操作過程復(fù)雜，操作時間較長，接觸有毒有害的試劑較多。用臺式核磁共振儀來測定聚丙烯中二甲苯可溶物含量，有樣品用量少、測量速度快、操作簡便、操作過程中不需接觸有毒有害化學(xué)試劑的優(yōu)點，在裝置中間控制中值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:核磁共振 聚丙烯 等規(guī)度 二甲苯可溶物

中圖分類號:TQ文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0136-01

1 引言

根據(jù)聚丙烯[CH2-CHR]n取代基R(R為甲基-CH3)在主鏈位置，分為等規(guī)聚丙烯IPP(R在主鏈同一側(cè))、間規(guī)聚丙烯SPP(R交替在主鏈兩側(cè))和無規(guī)聚丙烯APP(R無規(guī)則地在主鏈兩側(cè))。一般生產(chǎn)的聚丙烯樹脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)的含量(稱等規(guī)度)約為95%，其余為無規(guī)或間規(guī)聚丙烯。在等規(guī)聚丙烯(最常見的商品形式)中，甲基原子團都處在聚合物骨架的同一側(cè)，這一結(jié)構(gòu)很容易形成結(jié)晶態(tài)。等規(guī)形式的結(jié)晶性賦予它良好的抗溶劑和抗熱性能。即聚丙烯等規(guī)度越高，反映出立構(gòu)規(guī)整度高，分子量整齊，分子排布整齊，其熔點與軟化點(熱變形溫度)相應(yīng)越高，耐熱性和機械強度就越好，故工業(yè)上多生產(chǎn)高等規(guī)度的聚丙烯。

得到等規(guī)度的方法有兩種，一種是GB/T 2412-2008《塑料 聚丙烯(PP)和丙烯共聚物熱塑性塑料等規(guī)指數(shù)的測定》，直接測定聚丙烯等規(guī)度，一般用于聚丙烯裝置中間料和成品分析;另一種是GB/T 24282-2009《塑料 聚丙烯中二甲苯可溶物含量的測定》(由100%減去二甲苯可溶物的百分含量)，間接測定判斷聚丙烯等規(guī)度。聚丙烯裝置中間控制中，由于生產(chǎn)工藝需要，用GB/T 24282-2009測中控粉料的二甲苯可溶物含量，用以判斷成品的等規(guī)度。在這兩種方法中，都需要用到有機溶劑(第一種方法用正庚烷，第二種方法用到二甲苯)進(jìn)行蒸餾，操作時間長，過程復(fù)雜，對人體存在傷害，需要技術(shù)熟練的人員進(jìn)行操作。采用臺式核磁共振測量聚丙烯的等規(guī)度，具有操作簡單，測量速度快，樣品用量少，對人體無害等優(yōu)點。本文重點就核磁共振得出的數(shù)據(jù)與GB/T 24282-2009《塑料 聚丙烯中二甲苯可溶物含量的測定》做出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，來說明核磁共振法在聚丙烯分析中能夠滿足需要。

2 基本原理

將磁性原子核放入強磁場后，用適宜頻率的電磁波照射，它們會吸收能量，發(fā)生原子核能及躍遷，同時產(chǎn)生核磁共振信號，得到核磁共振。核磁共振方法是利用構(gòu)成分子的原子的原子核本身性質(zhì)的差異進(jìn)行檢測，當(dāng)樣品被置于外磁場中時，其中的氫核(質(zhì)子)繞外磁場進(jìn)動，其拉莫爾頻率與外磁場強度成正比。此時加上一個頻率與進(jìn)動頻率相等的短而強的射頻脈沖(如90。脈沖)，就能激發(fā)核磁共振，在檢測線圈內(nèi)將感生出核磁共振信號，稱自由感應(yīng)衰減信號(FID)。信號的初始幅度與被測原子核(氫核)的多少成正比，信號的衰減速度與被測原子核在樣品中所處的基團和環(huán)境有關(guān)。在等規(guī)、間規(guī)聚丙烯中，信號衰減快，而在無規(guī)聚丙烯中，信號衰減慢的多。

利用核磁共振的這一性質(zhì)，采用不同的激發(fā)頻率，并對信號進(jìn)行采樣，就可以得到不同的數(shù)據(jù)。

3 實驗過程

3.1 儀器與試劑

mq-20核磁共振譜儀;真空烘箱;恒溫水浴鍋;二甲苯可溶物成套玻璃蒸餾儀;鄰二甲苯(AR)

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

樣品均采用某公司聚丙烯裝置生產(chǎn)牌號為L5E89(其等規(guī)指數(shù)指標(biāo)為95.2%～99.1%)聚丙烯的中間粉料。制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的思路如下:取三批聚丙烯粉料，每批用GB/T 24282的方法測其二甲苯可溶物含量，平行測定三次，取其平均值作為準(zhǔn)確值，作為已知等規(guī)度的聚丙烯標(biāo)樣，根據(jù)核磁共振儀法進(jìn)行定標(biāo)試驗，繪制曲線圖。有關(guān)三批樣品的數(shù)據(jù)如表1。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)繪制核磁共振標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，如圖1。

3.3 數(shù)據(jù)對比

一段時間內(nèi)，在聚丙烯裝置粉料采樣口取5份樣品，根據(jù)GB/T 24282和核磁共振法分別做出的二甲苯可溶物含量及其對應(yīng)的等規(guī)指數(shù)如下表2所示。

3.4 結(jié)果討論

因為GB/T 24282僅對數(shù)據(jù)的保留位數(shù)做了說明，尚未獲得實驗室間的數(shù)據(jù)，無法得知試驗方法的精密度。因此在本文的討論中，根據(jù)GB/T 24282法得到的二甲苯可溶物含量計算出等規(guī)度(如表2所示)。把這兩種方法計算出的等規(guī)度作為一組平行數(shù)據(jù)，根據(jù)GB/T 2412-2008對數(shù)據(jù)要求，來看數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。

GB/T 2412-2008中要求，平行測定的兩個結(jié)果之差不大于0.2%，由表2中數(shù)據(jù)計算出的差值如表3所示。

4 結(jié)語

通過數(shù)據(jù)分析說明，用核磁共振法測聚丙烯的二甲苯可溶物含量，準(zhǔn)確可靠，適用于聚丙烯裝置中控日常生產(chǎn)質(zhì)量檢驗。