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聚异丁烯丁二酸酐中游离酸酐的气相色谱仪测定

发布时间:2024-05-28 点此:719次

聚异丁烯丁二酸酐(PIBSA)是生产丁二酰亚胺型无灰分散剂及其衍生物添加剂的重要中间体,广泛应用于润滑油、高分子乳化剂、乳化炸药用乳化剂等领域。丁二酰亚胺型无灰分散剂是通过聚异丁烯丁二酸酐与多烯多胺进行胺化反应合成的化合物。聚异丁烯丁二酸酐通常是以异丁烯经正离子聚合制得的聚合物为原料,与顺丁烯二酸酐(简称顺酐)在一定的温度下,经加热发生烯反应得到的中间体。然而,在合成反应中,会存在部分顺丁烯二酸酐的残留。聚异丁烯丁二酸酐中顺丁烯二酸酐的残余量过多,将导致产品中存在很多小分子副产物。在无灰分散剂领域中,会降低产品的分散性能;在高分子乳化剂领域中,会造成产品橡胶密封性能下降等现象,因此研究聚异丁烯丁二酸酐中间体的组成对自由基烯酐合成具有重要的指导意义。

近年来,关于顺丁烯二酸酐含量的检测方法主要包括化学滴定法、差示扫描量热法、红外光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。其中,化学滴定法的检出限较高,指示剂变色的敏锐程度和用量直接影响定量结果;差示扫描量热法比较适合高纯度的化工产品的测定;红外光谱法需要建立标准曲线,对检测人员的操作和仪器状态要求较高,对于聚异丁烯丁二酸酐中马来酸酐含量小于1.0%的检测,该方法的灵敏度和准确度无法达到要求。目前已报道的色谱法主要应用于淀粉、空气和化工合成产物等领域,夏春苗等采用气相色谱及外标法对邻苯二甲酸酐中马来酸酐进行分离与测定。关于聚异丁烯丁二酸酐中马来酸酐含量的检测尚未见报道,由于样品自身的复杂结构,无法使用溶剂将其溶解后直接进色谱柱分离检测。笔者对样品进行了预处理,使用有机溶剂萃取样品中的马来酸酐,通过色谱柱分离并进行定性、定量分析,通过优化色谱条件,建立了气相色谱法测定聚异丁烯丁二酸酐中游离酸酐含量的方法。

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪:GC-2030色谱仪(润扬仪器),配有氢火焰离子化(FID)检测器;

微波超声仪:KX-1730T型;

电子天平:FA2204B型,感量为0.000 1 g;

马来酸酐标准品:质量分数为99.5%,批号为C15791337,上海麦克林生化科技股份有限公司;

聚异丁烯丁二酸酐样品:市售;

乙腈、甲醇:均为色谱纯,福晨(天津)化学试剂有限公司;

正己烷:分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司;

1.2 色谱条件

色谱柱: HP-FFAP型毛细管柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm,美国安捷伦科技有限公司);

载气:高纯N2,纯度(体积分数)大于99.999%;

柱流量:1.0 mL/min,恒流模式;

进样口温度:240 ℃;进样方式:分流进样,分流比为1∶40;

柱升温程序:程序升温,初始温度为50 ℃,以10 ℃/min的速率升至230 ℃,保持10 min;检测器(FID)温度:260 ℃;氢气流量:30 mL/min;空气流量:400 mL/min;尾吹流量:30 mL/min。

1.3 实验步骤

1.3.1 样品预处理

称取5.0 g(准确至0.000 1 g)聚异丁烯丁二酸酐样品于带塞离心管内,加入一定量的正己烷溶解后,继续加入10 g(准确至0.000 1 g)乙腈摇匀、震荡10 min后,静置分层,下层溶液即是供试品溶液,用0.22 μm针头式滤膜过滤,作为样品溶液。

1.3.2 系列标准工作溶液配制

准确称取一定量的马来酸酐标准品于25 mL容量瓶内,根据实验需求,加入适量的乙腈,配制成质量分数分别为0.00、0.03%、0.05%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%的马来酸酐系列标准工作溶液。

1.3.3 样品测定

准确移取马来酸酐系列标准工作溶液各1.5 mL,在1.2色谱条件下,按照质量分数由低到高的顺序,重复进样3次,以马来酸酐的色谱峰面积(y)为纵坐标,以标准溶液的质量分数(x)为横坐标,建立标准工作曲线,计算线性方程。

移取经处理后的样品溶液1.5 mL于色谱进样瓶内,以保留时间定性,以样品目标色谱峰面积定量。


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