聚酯多元醇羟值测定方法的比较及优选

发布时间:2022-11-08 09:00:22

聚酯多元醇羟值测定方法的比较及优选刘杰;唐丽;冷雪梅【摘要】Severalacylatingmethodsofdetermininghydroxylvalueofpolyesterpolyolwerecompared,andthoseapplicationrangesandexistingproblemswereanalyzedrespectivelyinthisarticle.Bycomparing,thesimpleandrapiditaceticanhydride-N-methylimidazole-DMFmethodwasproposedwithcatalyzedacylationreactioninwaterbathof45℃andthestandardmeasuringtimeshortenedfrom1~2hoursto20minutes,whilethetestingdatawasclosetotheindustrystandardmethod.%本文对测定聚酯多元醇羟值的几种酰化方法进行比较研究,分析了几种方法在测试过程中的适用范围及存在问题.通过比较提出了操作简便,快速适用的乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF,该方法催化酰化反应在45℃水浴中进行,完成一次测定耗时可以由行业标准方法的12h缩短至20min,且测试数据与行业标准法测试数据接近.【期刊名称】《皮革与化工》【年(,期】2011(028006【总页数】3(P35-37【关键词】聚酯多元醇;羟值;测定【作者】刘杰;唐丽;冷雪梅【作者单位】辽宁恒星精细化工有限公司,辽宁丹东118003;辽宁恒星精细化工有限公司,辽宁丹东118003;辽宁恒星精细化工有限公司,辽宁丹东118003
【正文语种】【中图分类】O631.61引言聚酯多元醇是低聚物多元醇中用量最大的一类,主要用于生产聚氨酯弹性体、涂料及胶粘剂等[1]。最常用的聚酯多元醇一般是己二酸、酞酸和丁二酸等与多元醇经缩聚反应而制得的,其中羟值是表征聚酯多元醇性质的重要参数。羟值测定是有机定量分析中的重要项目之一,目前聚酯多元醇羟值的测定一般采用酰化法,如行业标准乙酸酐-吡啶法[2],此外乙酸酐-高氯酸-乙酸乙酯催化酰化法、乙酸酐-高氯酸-二氯乙烷催化酰化法等也有报道,这些方法反应条件不同,酰化能力不同,实验结果也存在很大误差。尤其是乙酸酐-吡啶法操作过程复杂,耗时较长,一般需要12小时以上;同时在测试中以吡啶为溶剂,由于吡啶是易挥发、有恶臭的液体,长期使用对健康不利,因此寻找一种快速简洁的方法尤其重要。2聚酯多元醇羟值测试中的常见方法近年来对羟值测试方法的研究报导很多,在快速测试方法中主要以表1中方法为主。1几种快速测试聚酯多元醇羟值方法酰化温度/℃方法名称称样量酰化剂配制及稳定程度时间/min水解液适用范围干扰测定物质乙酸酐-吡啶法240/估计羟值醛等乙酸酐-高氯酸-乙酸乙酯催化酰化法123VV)直接配制,现配现用稳定性有限60115±2水伯、仲醇酚、伯胺、仲胺、硫醇、502.35150要求冷却呋喃等乙酸酐-高氯酸-二氯乙烷法196/估计羟值5℃配制,两周内稳定30室温31吡啶水解液伯、仲醇酚、胺、硫醇、醛、酮、醛等乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF224/估计羟值556.2420直接配制,两月内
稳定30室温DMF+吡啶+水631伯、仲醇酚、伯胺、仲胺、硫醇、140估计羟值15435直接配制,两月内稳定2045伯、仲、叔醇酚、伯胺、仲胺、硫醇、醛等从表1中几种测试方法的主要条件可以看出乙酸酐-吡啶法和乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF法配制酰化剂和水解液相对简单,但由于行业标准乙酸酐-吡啶法测试时间较长,温度要求高,在满足测试要求的基础上用乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF法是最好的选择。3乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF分析法3.1方法及原理45℃的DMF溶液中,用N-甲基咪唑催化乙酸酐与聚酯多元醇中的羟基发生定量酰化反应,其机理与形成N-乙酰基-N-甲基咪唑离子中间体有关,加水水解过量乙酸酐后,以百里酚酞溶液为指示剂,用NaOH标准溶液中和在酰化过程中产生的副产物乙酸及水解生成的乙酸,根据滴定空白和样品液所消耗NaOH液的体积差,计算羟值。3.2主要试剂和仪器3.2.1主要试剂乙酰化试剂:乙酸酐与DMF体积比为15∶35,摇匀,贮于棕色瓶中。百里酚酞指示剂:0.2%的乙醇溶液。NaOH标准水溶液:0.5molL3.2.2仪器250mL具塞锥形瓶,45℃±1℃恒温水浴锅,分析天平,5mL移液管,50mL定管。3.3测定步骤准确称量聚酯多元醇试样适量于具塞锥形瓶中,取样量(g)约140/估计羟值(精确至0.0001g),加入5mLDMF溶液溶解试样,再加入4mLN-甲基咪唑,
接着用移液管准确加入5mL乙酰化试剂,盖上瓶塞摇动使样品完全混匀。将锥形瓶放入水浴锅,升温至45±1℃温度下维持反应20min,待酰化反应结束后加入20mL水水解过量乙酸酐。取出冷却至室温,用少量水冲洗瓶壁,加4滴百里酚酞指示剂,用NaOH标准水溶液滴至蓝色并保持30s不褪色即为滴定终点,为防止变色可以在45℃保持3min。同时进行空白实验,按羟值公式计算:其中:V1-空白消耗的NaOH标准溶液量,mlV2-样品消耗的NaOH标准溶液量,mlCNaOH标准溶液浓度,molLm-样品的重量,g4结果与讨论4.1乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF法的准确度以国产聚酯多元醇pol156pol1276pol224pol706等作为测试样品,采用不同方法进行测试,所得分析结果见表22国产聚酯多元醇的几种羟值测试方法分析结果ol706样品测试结果(mgKOHgpol156pol1276pol224p乙酸酐-吡啶法55.273.956.774.6乙酸酐-高氯酸-乙酸乙酯催化酰化法53.171.354.072.6乙酸酐-高氯酸-二氯乙烷法50.770.950.870.4乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF54.773.154.673.5从几种测试方法测定4种样品的数据看,若以乙酸酐-吡啶法测试数据为标准,其余三组数据中乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF法测试数据基本接近行标,能满足测试要求。4.2测试条件对乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF法测试结果的影响由于聚酯多元醇往往是由不同原料缩聚而成,因此不同型号聚酯多元醇由于伯、仲、
叔醇含量的不同,造成在羟值的测定过程中测试时间、温度、酰化剂用量、样品量对测试结果均有不同程度影响,为此探讨不同条件对测试结果的影响很有必要。4.2.1酰化反应温度的确定酰化反应温度是影响羟值测定结果的一个重要因素,温度太低,会延长酰化反应时间;温度高虽然有利于酰化进行,但温度太高,会使少量聚酯发生裂解,影响测定结果。采用不同酰化反应温度的测定结果见表33酰化反应温度对测定结果的影响酰化温度(℃)羟值(mgKOHgpol156pol12762547.365.93047.966.24054.070.54554.773.15054.071.46052.972.5从表3可以看出酰化温度在45.0±l℃下羟基测定值与行标测定最接近。4.2.2酰化时间的确定一般认为酰化时间过短会导致羟基测定值偏低,但若酰化时间过长又会延长测定周期使溶液颜色加深。从表4可以看出在酰化时间为20min时羟基测定值与行标基本接近。4酰化反应时间对测定结果的影响ol127666.572.273.173.55102030羟值(mgKOHg)酰化时间(minpol15643.353.954.754.2p4.2.3准确度实验在优化测定条件下(酰化温度45℃,酰化时间20min),以样品pol156pol1276为基准样,验证方法的准确性,结果列于表5。从表5可以看出本方法基本与行业标准法测试结果接近。5酰化反应方法对测定结果的影响乙酸酐-ol1276不同测试方法羟值(mgKOHgpol156p乙酸酐-吡啶水浴法[255.273.9N-甲基咪唑-DMF54.773.15结论
1)通过比较几种测试聚酯多元醇羟值的方法,找出了一种测试时间短、操作方便、数据准确且不需要使用吡啶的乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF催化酰化法。2)探讨了乙酸酐-N-甲基咪唑-DMF法测试的最佳条件和适用范围。在酰化反应45℃,测试时间20min的条件下,结果稳定可靠;对官能度为23,分子量在20005000之内的聚酯多元醇尤为合适。参考文献:1]山西省化工研究所.聚氨酯弹性体手册[M.北京:化学工业出版社,2000.2HGT27091995聚酯多元醇中羟值的测定[S.

聚酯多元醇羟值测定方法的比较及优选

相关推荐