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        工業(yè)過氧碳酸鈉標準中熱穩(wěn)定性試驗加熱條件改進

        2014-06-11 01:58:44趙美敬李勝利章偉新魏一帆
        無機鹽工業(yè) 2014年6期
        關鍵詞:過氧碳酸鈉熱穩(wěn)定性

        趙美敬,李勝利,章偉新,魏一帆,張 偉

        (1.中海油天津化工研究設計院,天津300131;2.浙江金科過氧化物股份有限公司;3.天津渤海職業(yè)技術學院)

        分析檢測是衡量化工產(chǎn)品質量的重要手段,故分析方法的準確性和可靠性是檢驗產(chǎn)品質量、反映產(chǎn)品優(yōu)劣的前提,同時在消除供求質量糾紛中也發(fā)揮著重要作用。過氧碳酸鈉具有遇熱后不穩(wěn)定易分解的特性,為了保證過氧碳酸鈉在生產(chǎn)及運輸貯存過程中的安全,控制產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性指標十分必要。HG/T 2764—2008《工業(yè)過氧碳酸鈉》原標準中給出了熱穩(wěn)定性試驗方法及試驗條件。生產(chǎn)企業(yè)總結近幾年生產(chǎn)及運輸貯存過程等環(huán)節(jié)出現(xiàn)的一些狀況發(fā)現(xiàn),采用原標準試驗方法及試驗條件測得的熱穩(wěn)定性數(shù)值不能真正體現(xiàn)產(chǎn)品真實的熱穩(wěn)定性能,需將分析過程中的加熱時間與加熱溫度做調整。針對上述問題進行了實驗驗證,最終確定了加熱條件,并對HG/T 2764—2008《工業(yè)過氧碳酸鈉》進行了修訂。

        1 實驗部分

        1.1 原料與試劑

        硫酸溶液,1+3;高錳酸鉀標準滴定溶液,c(1/5KMnO4)≈0.1 mol/L;實驗室樣品過氧碳酸鈉,活性氧含量>13.0%(質量分數(shù))。

        1.2 儀器、設備

        具塞試管,50 mL;電熱恒溫干燥箱,溫度能控制在90℃±2℃。

        1.3 分析步驟

        稱取50 g過氧碳酸鈉樣品,精確至0.1 g,置于試管中,蓋上塞子,放在試管架上,置于電熱恒溫干燥箱中,在90℃±2℃條件下烘24 h,取出冷卻后倒入燒杯中,搖勻。稱取燒杯中樣品約5 g,精確至0.000 2 g,置于250 mL燒杯中。加少量水潤濕,加入約25 mL硫酸溶液使樣品全部溶解。將試驗溶液全部轉移至500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。移取20.00 mL試驗溶液,置于錐形瓶中,用高錳酸鉀標準滴定溶液滴定至溶液呈粉紅色,并在30 s內(nèi)不褪色即為終點。同時進行空白試驗??瞻自囼灣患釉嚇油馄渌僮骷凹尤朐噭┑姆N類和用量(標準滴定溶液除外)與測定試驗相同。計算得出的活性氧含量與常溫下測得的結果之比,即為樣品的熱穩(wěn)定性指標。

        2 數(shù)據(jù)結果及分析

        2.1 加熱條件的選擇

        原標準的熱穩(wěn)定性試驗加熱條件采用的是105℃烘2 h,但生產(chǎn)企業(yè)反映按此條件測得的熱穩(wěn)定性指標雖然顯示很高,但卻在運輸貯存過程中出現(xiàn)過安全問題,由此說明此指標不能真正反映產(chǎn)品的實際熱穩(wěn)定性能,故需要調整其模擬熱環(huán)境實驗條件。

        圖1為過氧碳酸鈉TG-DTG曲線。根據(jù)圖1可以看出,過氧碳酸鈉在50~80℃和90~120℃的DTG曲線上有兩個分解峰,其分解量約占總質量的5%,約150℃時開始出現(xiàn)過氧碳酸鈉的分解峰,167.8℃時達到最大分解速率。過氧碳酸鈉的最高自然貯存運輸溫度在40~50℃,但在熱穩(wěn)定性試驗過程中加熱溫度不宜選擇40~50℃,因為加熱溫度過低,加熱時間將延長,不利于日常檢驗。若設定為105℃以上的加熱溫度,在日常檢驗中會存在安全隱患,因為溫度過高試管中會產(chǎn)生水蒸氣,最終導致試管爆裂,造成設備或人身傷害。從圖1可以看出,過氧碳酸鈉在90~120℃時DTG曲線有分解峰,經(jīng)反復驗證得知加熱溫度在90℃時試管不會爆裂,試驗環(huán)境是安全的,且加熱溫度設定在90℃時加熱時間也不會過長,利于生產(chǎn)企業(yè)及用戶的日常檢驗。

        圖1 過氧碳酸鈉TG-DTG曲線

        加熱時間設定了90℃烘6 h和90℃烘24 h做實驗對比。驗證實驗采取4個不同實驗室針對相同的4批樣品采用3種加熱條件進行驗證:1)原標準105 ℃烘 2 h;2)90 ℃烘 6 h;3)90 ℃烘 24 h。

        2.2 4個實驗室對比數(shù)據(jù)(詳見表1)

        2.3 結果分析

        對上述對比數(shù)據(jù)進行匯總分析,1號樣品4個實驗室的平均數(shù)值:105℃烘2 h熱穩(wěn)定性指標92.12%;90℃烘6 h熱穩(wěn)定性指標95.28%;90℃烘24 h熱穩(wěn)定性指標81.27%。2號樣品4個實驗室的平均數(shù)值:105℃烘2 h熱穩(wěn)定性指標94.30%;90℃烘6 h熱穩(wěn)定性指標93.27%;90℃烘24 h熱穩(wěn)定性指標74.71%。3號樣品4個實驗室的平均數(shù)值:105℃烘2 h熱穩(wěn)定性指標94.78%;90℃烘6 h熱穩(wěn)定性指標95.18%;90℃烘24 h熱穩(wěn)定性指標82.94%。4號樣品4個實驗室的平均數(shù)值:105℃烘2 h熱穩(wěn)定性指標93.19%;90℃烘6 h熱穩(wěn)定性指標96.89%;90℃烘24 h熱穩(wěn)定性指標82.99%。此數(shù)據(jù)可以充分證明加熱時間越長其熱穩(wěn)定性越差。

        表1 4個實驗室對比數(shù)據(jù)

        105℃烘2 h與90℃烘6 h條件,4個實驗室測得數(shù)值差值的平均值:1號樣品-3.15%,2號樣品1.03%,3號樣品-0.41%,4號樣品-3.7%。90℃烘6 h與90℃烘24 h條件,4個實驗室測得數(shù)值差值的平均值:1號樣品14.00%,2號樣品18.56%,3號樣品12.24%,4號樣品13.91%。105℃烘2 h和90℃烘6 h條件測定數(shù)據(jù)差值在-1.56%左右,而90℃烘6 h和90℃烘24 h條件測定數(shù)據(jù)差值在14.68%左右,由此可以充分證明,在90℃烘24 h的加熱條件下可以顯示出產(chǎn)品耐熱質量的差別,從而能夠真正體現(xiàn)出產(chǎn)品真實的熱穩(wěn)定性情況。

        3 結論

        通過實驗驗證數(shù)據(jù)最終確定將原HG/T 2764—2008《工業(yè)過氧碳酸鈉》中的熱穩(wěn)定性試驗方法的加熱條件105℃烘2 h修改為90℃烘24 h,這樣使測定結果更能反映產(chǎn)品的實際熱穩(wěn)定性能。

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