王海軍 張洪波 徐菁(藍星(北京)特種纖維技術研發(fā)中心有限公司 北京 101318)
聚苯醚(聚2,6-二甲基-1,4苯醚),簡稱PPO,是一種優(yōu)良的熱塑性工程塑料。具備良好的機械性能、熱性能和電性能,但其熔融溫度高、粘度大、熱塑成形性差和耐有機溶劑差的缺點,這限制其應用范圍。現(xiàn)在通常都對聚苯醚進行改性,改性后的PPO稱為MPPO。完全克服聚苯醚性能上的缺點,擴大其應用范圍。聚苯醚改性方法分物理和化學改性,而物理改性包括填充改性、共混改性?;瘜W改性包括端基改性、主鏈改性,再分配反應改性等。其中聚苯醚端基改性是將聚苯醚的端羥基進行?;磻苟肆u基轉變成-OCOCH3。防止端羥基被氧化,防止聚苯醚在長期高溫貯存下會變色。同時也提高聚苯醚的抗氧化性和熱穩(wěn)定性能。但隨著PPO合金研究開發(fā)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)可通過端基改性,在聚苯醚的端基上引入帶有反應活性的小分子化合物,作為PPO合金的相容劑 。例如用偏苯三酸酐酰氯(TACC)與聚苯醚反應,生成PPO-TACC,它作為PPO/PA 66體系的相容劑起到了較好的增容效果,同時PPO/PA 66合金具有不易變色、尺寸穩(wěn)定、耐溶劑性好等優(yōu)點。還有利用氰脲酰氯與縮水甘油反應,得2-氯-4,6-二環(huán)氧甘油-I,3,5-三嗪(DGCC),再與PPO 反應制得PPO-DGCC,作為PPO/PA合金的相容劑,可提高兩相的界面粘接力,細化分散相,增加相容性。
因此聚苯醚作為線型大分子物,其鏈端基,酚羥基,作為化學端基改性的基礎,其含量的多少是十分重要的,同時也直觀反映出聚苯醚分子量的大小。而且聚苯醚的酚羥基作為活性基團,是聚苯醚在熔融擠出過程中導致顏色變深的不穩(wěn)定因素,但是也是與其它化學結構進行反應改性的活性點。因此,對聚苯醚端羥基含量的測定就顯得非常重要。由于聚苯醚不溶于水和醇類,采用通常的核磁分析方法進行檢測,不僅費時而且費用較高,需要花費精力用于解核磁磁譜,很難快速的測定其酚羥基的含量,但是本文簡述了通過簡單的轉換就能夠直接采用常規(guī)的酸堿滴定法進行滴定,而且滴定過程操作簡單,快捷,準確。
1.實驗儀器和藥品
(1)儀器設備:電子分析天平;磁力攪拌器;三角瓶;移液管;量筒;移液管;滴定管等。
(2)原料及藥品:聚苯醚 自制合成不同分子量;4-甲氧基苯甲酰氯 分析純;氯仿 分析純,酚酞 試劑級,氫氧化鉀標準液自配。
2.實驗步驟及方法
(1)實驗原理:聚苯醚中的酚羥基含量隨著其分子量和化學總成不同而不同的,聚苯醚既不溶于水也不溶于醇類,很難采用常規(guī)的酸堿滴定進行滴定。因此本方法是利用聚苯醚中的酚羥基與4-甲氧基苯甲酰氯進行反應,生成HCL,再利用標準的氫氧化鉀水溶液來滴定反應生成的HCL,從而計算出聚苯醚樣品中的酚羥基含量。這種方法所需實驗儀器簡單,操作簡便快捷,測量精度準確。
(2)實驗步驟:將定量聚苯醚樣品倒入三角瓶中,并加入氯仿,攪拌至全部溶解,然后加入反應試劑4-甲氧基苯甲酰氯,在60℃加熱回流30m in,冷卻到室溫將定量去離子水倒入三角瓶中繼續(xù)攪拌10m in,為了保證測量數(shù)值的準確性,需要從冷凝管頂部加入適當去離子水沖洗凝結在冷凝管壁的液體,使其流回到三角瓶中,移除冷凝管。邊攪拌邊滴入數(shù)滴酚酞指示液,然后利用氫氧化鉀標準水溶液進行滴定,至粉紅色保持30s不褪色即為終點。重復上述步驟進行不加聚苯醚的空白實驗。
(3)聚苯醚酚羥基含量的測定
根據(jù)以上是實驗步驟,采用多次測量取平均值的方法。并按照下式計算聚苯醚中酚羥基的含量:
W=56.10*(V0-V)*C/M
其中:W:酚羥基值,mgKOH/g;
V:樣品滴定時KOH標準液的用量,m l;
V0:空白滴定時KOH標準液的用量,m l;
C:KOH標準液的濃度,mol/L
M:聚苯醚樣品的質量,g
56.10:為KOH 的分子量,g/mol。
對自制的不同分子量聚苯醚樣品進行酚羥基滴定測試,其結果為:
樣品編號 1 2 3 4 5樣品分子量18136 12435 5222 1283 864滴定計算值(mgKOH/g)3.8、3.9、3.7 7.8、7.5、6.3 15.4、14.6、18.2 29.6、27.5、30.1 71.5、70.9、71.3平均值(mgKOH/g)3.8 7.2 16.1 29.0 71.2
從結果可以看出不同分子量的聚苯醚,其端羥基含量的測定結果穩(wěn)定,偏差范圍小。隨著分子量的降低聚苯醚中的酚羥基含量逐漸增大,從側面也準確的顯示了聚苯醚分子量和酚羥基的關系。
1.采用4-甲氧基苯甲酰氯作為反應劑,采用標準氫氧化鉀水溶液進行滴定是可行,準確率高。方便快捷。
2.聚苯醚的端基,酚羥基,是可以直接反應聚苯醚分子量的大小。
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