Реферат: Технология получения синтетических каучуков

--PAGE_BREAK--

1.3   
Описание технологической схемы производства

К изопентану и изопрену предъявляются высокие требования по чистоте продукта. Это объясняется тем, что большинство примесей, сопутствующих изопрену и изопентану, существенно влияют на кинетику полимеризации и микроструктуру образующего полимера. Например, при содержании воды в системе более 0,001% полимеризация протекает с большим индукционным периодом и резко увеличивается содержание геля в полимере. Димеры изопрена влияют главным образом на микроструктуру полимера, а изобутилен снижает скорость полимеризации. Присутствие циклопентадиена в количестве 0,001% резко снижает скорость полимеризации и молекулярный вес полимера, а при содержании 0,1% циклопентадиена происходит полное отравление катализатора. Углеводороды ацетиленового ряда и диеновые углеводороды приводят к увеличению индукционного периода и существенному снижению скорости полимеризации.

Полимеризация изопренас титановыми катализаторами проводится в изопентане, вязкость растворов полимера в котором минимальна. Осушенная изопентан-изопреновая фракция подпитывается изопреном до его содержания 12—15% и подается в холодильник 1 (рис.8), охлаждаемый испаряющимся при температуре — 20 °С пропаном. Модифицированный каталитический комплекс (до 1 % в расчете на изопрен) подается на полимеризацию с помощью специального дозирующего устройства, регулирующего автоматически подачу катализатора в зависимости от вязкости полимеризата, через холодильник 2.

Предполагается, что при полимеризации изопрена в присутствии катализаторов Циглера-Натта протекают три элементарные реакции:

1. Зарождение активных центров полимеризации при взаимодействии активных центров катализатора с мономером:


TiCl3*(iC4H9) AlCl + iC5H8®TiCl3(iC4H9)(iC5H8)nAl(iC4H9)Cl
2. Рост полимерных цепей при взаимодействии активных центров полимеризации с мономером:
TiCl3(iC4H9)(iC5H8)nAl(iC4H9)Cl+iC5H8®TiC13(iC5H8)+I(iC4H9)Al(iC4H9)Cl
3. Обрывростаполимерныхцепей:
TiCl3(iC5H8)n+I(iC4H9)Al(iC4H9)Cl®TiCl3 + (iC4H9)(iC5H8)n + IAl(iC4H9)Cl
Активным центром полимеризации является не комплекс, а соединение, которое образуется после присоединения первой молекулы мономера — на это указывает наличие индукционного периода при полимеризации изопрена.

Полимеризация изопренаосуществляется в батарее, состоящей из двух последовательно соединенных полимеризаторов 31 и З2 объемом 20 м3. При использовании двухкомпонентного каталитического комплекса полимеризация осуществляется в батарее из 4—6 аналогичных аппаратов. Полимеризаторами служат аппараты с мешалками, снабженными лопастями и скребками, обеспечивающими интенсивное равномерное перемешивание во всем объеме полимеризатора и непрерывную очистку поверхности теплообмена, что необходимо для достижения высокого коэффициента теплопередачи. Съем теплоты, выделяющейся при полимеризации изопрена (удельная теплота реакции полимеризации 1050 кДж/кг) осуществляется через рубашку полимеризатора, охлаждаемую рассолом. Температуру полимеризации повышают по ходу процесса с 45 ± 5 °С в полимеризаторе Зг до 55 ± 5 °С в полимеризаторе З2, что обеспечивает конверсию изопрена 85 — 90% при достаточно низкой вязкости полимеризата. Известен также метод охлаждения реакционной массы за счет частичного испарения растворителя и мономера. Давление в полимеризаторах 1 — 1,2 МПа.

Назначение этой технологической стадиизаключается в обрыве реакции полимеризации при достижении заданной конверсии и превращение компонентов катализатора в соединения, которые не вызывают при дальнейшей обработке полимеризата вторичных процессов (деструкции и структурирования), приводящих к снижению качества изопренового каучука.

По окончании процесса полимеризации производится дезактивация (разрушение) каталитического комплекса и заправка полимеризата антиоксидантами (стабилизация полимера).

Процесс дезактивации катализатора проводят в основном двумя способами:

1. Разрушение каталитического комплекса, не переводя переходной металл (Ti3) в неактивную форму с последующей отмывкой полимеризата.

2. Дезактивация катализатора за счет его перевода в неактивную форму.

Первый способ основан на химическом взаимодействии метанола (метилового спирта) с компонентами каталитического комплекса. Химическая реакция в этом случае проходит в соответствии с уравнением реакции:

TiCl3 + CH3OH ®TiCl3*CH3OH

Al(iC4H9)2Cl + 2CH3 OH ®AlCl(OCH3)2 + 2C4H10
При отмывке полимера водой от продуктов разрушения каталитического комплекса полученные алкоголяты гидролизуются:
TiCl3*CH3OH + 6H2O ®TiCl3*6Н2О + CH3OH

AlCl(OCH3)2 + H2O®  AlOCl+ 2CH3OH


При втором способе происходит комплексообразование с соединениями Ti3+ аминных соединений, содержащих в составе применяемых антиоксидантов (ДФФД, ВТС-60) и с дальнейшим восстановлением титана до TiClв присутствии HCl. При последующей отмывке полимеризата соединения Tiи Clвымываются водой.
<img width=«525» height=«215» src=«ref-1_1186163980-25367.coolpic» v:shapes="_x0000_s1031">



Рис. 8 Схема полимеризации, дезактивации, отмывки полимеризата и стабилизации каучука при получении СКИ-3 :

1,2 —холодильники; 31, 32 — полимеризаторы; 4, 7, 10, 13 — интенсивные смесители; 5— аппарат с мешалкой; 6,9, 12 — насосы; 8, 11 — отстойники.I— изопентан; II — изопрен; III— каталитический комплекс; IV — пропан; V — рассол;VI — этилен; VII — стоппер; VIII — обессоленная вода; IX — суспензия стабилизатора; Х — полимеризат на дегазацию; XI — вода на отпарку органических соединений.
Для дезактивации катализатора применяются соединения, реагирующие с компонентами катализатора с образованием растворимых в воде продуктов, — алифатические спирты, кислоты, амины и др. В промышленности для этой цели чаще всего используют метиловый спирт, который можно регенерировать из отмывной воды, или воду. Смешение полимеризата с дезактиватором (стоппером) осуществляется в интенсивном смесителе 4 (рис.8). Для обеспечения полной конверсии активных компонентов катализатора стоппер подается в значительном избытке по сравнению со стехиометрическим количеством.

Из интенсивного смесителя 4 полимеризат поступает в аппарат с мешалкой 5, где в течение 15—20 мин завершается процесс дезактивации катализатора. Этот же аппарат одновременно служит емкостью, в которой осуществляется снижение давления в системе. Полимеризат из емкости 5 насосом 6 подается в интенсивный смеситель 7 на смешение с циркуляционной водой, подаваемой из отстойника 8 насосом 9, и расслаивается в отстойнике 8. Частично отмытый от продуктов дезактивации полимеризат направляется в интенсивный смеситель 10, куда подается умягченная вода. Смесь расслаивается в отстойнике 11. Отмытый полимеризат подается в интенсивный смеситель 13 на смешение со стабилизатором, который подается в виде углеводородного раствора или водной суспензии, и направляется на дегазацию. Продукты дезактивации каталитического комплекса выводятся насосами 9 и 12 на химическую очистку.

В качестве стабилизаторов для каучука СКИ-3 используют соединения аминного и фенольного типа: смесь N-фенил-р-нафтиламина (нафтам-2) и N,N'-дифенил-п-фенилендиамина (ДФФДА) в соотношении 1: 1 при дозировке 0,6 -0,8% в расчете на каучук; для получения светлых марок каучука 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (ионол).




<img width=«440» height=«176» src=«ref-1_1186189347-15284.coolpic» v:shapes="_x0000_s1032">



Рис. 9. Схема дезактивации катализатора и отмывки полимеризата:

1,4,8 —интенсивные смесители; 2 — аппарат с мешалкой; 3, 7, 9, 10 — насосы; 5 — отстойник; 6 — промывная колонна.

I— полимеризат; II — растворитель; III— стоппер; IV — подкисленная вода; V — полимеризат на дегазацию; VI — вода на отпарку органических соединений; VII — суспензия стабилизатора.
В некоторых производствах СКИ-3 для обеспечения более полной отмывки полимеризата от водорастворимых продуктов используют роторную промывную колонну, имеющую 7 турбинных мешалок на общем валу и 8 отстойных зон. По этой схеме полимеризат поступает в интенсивный смеситель 1 (рис. 9) на разрушение каталитического комплекса, куда подается и стоппер, чаще всего метиловый спирт.

Из интенсивного смесителя 1 полимеризат переводится в аппарат с мешалкой 2, где смесь полимеризата со стоппером выдерживается 15-20 мин. Этот же аппарат одновременно служит промежуточной емкостью. Полимеризат из емкости 2 насосом 3 подается в интенсивный смеситель 4, куда насосом 7 из куба промывной колонны 6 вводится часть промывной воды. Смесь полимеризата с водой поступает в отстойник 5, где разделяется на два слоя. Нижний водный слой насосом 10 выводится из системы, а верхний слой, представляющий собой частично отмытый полимеризат, поступает в промывную колонну б, в которой полимеризат окончательно отмывается от продуктов разложения каталитического комплекса. Для промывки применяется смесь возратной воды из системы дегазации и частично умягченной обескислороженной воды, подкисляемой соляной кислотой до рН 3.

Отмытый полимеризат отводится из верха колонны 6 в интенсивный смеситель 8, куда насосом 9 подается водная суспензия стабилизатора. Полимеризат, заправленный стабилизатором, поступает в отстойник-усреднитель.
1.4   
Материальный расчет производства

<img width=«455» height=«216» src=«ref-1_1186204631-7727.coolpic» v:shapes="_x0000_s1033">



1. Рассчитаем производительность установки по СКИ-3:

G=(500 т/сут. * 1000)/24=20833 кг/ч

2.Определяем состав каучука после полимеризации:

полимер изопрена:

20833 * 0,98= 20416 кг/ч

неозон Д: 20833 • 0,01= 208 кг/ч

ДФФД: 20833 • 0,01= 208 кг/ч

3. Рассчитаем необходимое количество мономера-изопрена с учетом конверсии:


20416/0,9= 22684кг/ч

4. Рассчитаем количество не превращенного изопрена:

22684 – 20416 =2268кг/ч

5. Рассчитаем количество изопреновой шихты:

(2268•100)/18= 12600 кг/ч

6. Рассчитаем количество изопентана:

12600*0,82=10332кг/ч

7. Рассчитаем массу суспензии стабилизатора:

(208*100)/2=10400кг/ч

8. Находим количество воды в суспензии:

10400 – (208*2)=9984

9.Составим таблицу материального баланса:



№

компоненты

Масса

№

компоненты

Масса

Кг/ч

%

Кг/ч

%

1

Изопрен-изопентановая шихта в том числе

Изопрен

Изопентан

12600
22684

10332

95,65
14,35

81,3



СКИ-3

Непревращенный изопрен

20833

2268



13,04

1,43



2

Суспензия стабилизатора в том числе

Неозон Д

ДФФД

вода

10400
208

208

9984

4,35
0,06

0,06

4,23



Изопентан
Вода

10332
9984



81,31
4,21





итого

66416

100



Итого

66416

100



1.5          
Описание устройства и принцип действия основного аппарата
Отличительной особенностью процессов получения стереорегулярных каучуков (СКД, СКИ) полимеризацией в растворе является высокая вязкость реакционной среды, особенно к концу процесса, что вызывает большие затруднения при перемешивании рабочей массы и отводе от нее тепла.

Как показала практика и специальные исследования, мешалки обычного типа (рамные, пропеллерные, турбинные, лопастные) оказываются неэффективными, так как в этом случае на стенке аппарата остается, достаточно • большой слой жидкости (раствора каучука), не перемешиваемый мешалкой, который создает основное сопротивление теплоотдаче.

В настоящее время в отечественной промышленности применяются полимеризаторы со скребковыми мешалками (рис.9) объемом 16 и 20 м3. Полимеризатор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с охлаждающей рубашкой 2. Внутри аппарата на вертикальном валу 3 закреплена ленточная мешалка 4, снабженная несколькими рядами (от 2 до 8) скребков 5. Вал мешалки полый, и в него можно подавать рассол. Аппарат изготовлен из двухслойной стали Ст.З + 0Х13, мешалка из стали 1Х13. Для обеспечения герметичности полимеризатора в сальник мешалки непрерывно подается трансформаторное масло, не содержащее влаги и сернистых соединений. Сальник уплотняют консистентной смазкой.






<img width=«274» height=«450» src=«ref-1_1186212358-34319.coolpic» v:shapes="_x0000_s1034">



Рис. 9. Полимеризатор для получения каучуков полимеризацией в растворе:

1 —корпус; 2 — рубашка; 3 — вал; 4 — ленточная мешалка; 5 — скребки; б — мотор с редуктором; 7 — предохранительное устройство с мембраной.
Скребковое устройство (рис.10) состоит из собственно скребка, несущей рамы и упругих элементов, соединяющих скребок с рамой. В качестве упругих элементов применяются металлические стержни из пружинной стали. Соединение стержней с рамой и скребком осуществляется с помощью цанговых зажимов, что облегчает сборку и разборку скребкового устройства. Лезвие скребка изготовляется из фторопласта. Недостатком описанного скребкового устройства является интенсивный износ скребка. У мешалки со скользящими скребками (рис.11) износ скребка меньше. Благодаря гидродинамическому давлению клина жидкости, противодействующему упругой силе пружины, между кромкой скребка и стенкой аппарата остается тонкая пленка жидкости, выполняющая роль смазки и уменьшающая износ скребка от трения его о поверхность аппарата. Для создания клина скребок устанавливается под острым углом (j< 90°) к касательной к стенке аппарата.
<img width=«517» height=«211» src=«ref-1_1186246677-22894.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">

Рис. 10. Скребковое устройство: 1 — цанговый зажим; 2 — пружина; 3 — планка; 4 — лезвие скребка.
Число скребков, устанавливаемых по сечению аппарата, зависит от его диаметра. По высоте скребки устанавливаются таким образом, чтобы поверхность, сметаемая одним скребком, перекрывалась поверхностями, сметаемыми соседними скребками (рис.12).

Интенсивный теплообмен при применении скребковой мешалки является следствием не турбулентности, создаваемой скребками, а того, что пограничный слой непрерывно удаляется со стенки скребками и смешивается с основной массой реакционной среды в центре аппарата.




<img width=«309» height=«218» src=«ref-1_1186269571-15901.coolpic» v:shapes="_x0000_s1035">



Рис. 11. Схема скользящего скребка:

1—корпус; 2 — вал; 3 — каркас мешалки; 4 — пластинчатая пружина; 5 — скребок. Рис. 12. Схема расположения скребков в одной плоскости (а) и в разных плоскостях (б).
Частота вращения мешалки составляет 21 — 48 об/мин.

Растворная полимеризация, как и эмульсионная, осуществляется не в одном аппарате, а в батарее последовательно соединенных полимеризаторов (четыре, пять, шесть или больше).

Для искусственного растягивания процесса полимеризации, необходимого для обеспечения съема тепла, может быть предусмотрена дробная подача мономера в полимеризаторы батареи (первый, второй, третий, пятый и в любых других комбинациях). Растворитель и мономер могут подаваться предварительно охлажденными до — 15 °С, что позволяет снимать значительную часть тепла.

В описанной конструкции полимеризаторов со скребковыми мешалками все же наблюдается заметный перепад температур (а следовательно, и концентраций) в радиальном направлении, зависящий от вязкости полимеризата, что может приводить к снижению физико-механических показателей полимера. Уменьшение перепада температур в радиальном направлении могло бы быть достигнуто за счет повышения скорости вращения мешалки, однако при этом потребовалось бы создание приводов исключительно большой мощности и повышение интенсивности теплосъема не смогло бы обеспечить необходимый температурный режим из-за возрастающего тепловыделения вследствие перемешивания.
<img width=«508» height=«273» src=«ref-1_1186285472-38696.coolpic» v:shapes="_x0000_s1036">



Рис. 13. Перемешивающее устройство (а) и его вид сверху (б): 1—спирали ленточной мешалки;2 - скребки.
Более совершенной является одна из современных конструкций полимеризатора со скребковым перемешивающим устройством (рис.13). Ленточная мешалка 1 не имеет вала, что благоприятно сказывается на увеличении времени непрерьюной работы аппарата без его чистки. Мешалка представляет собой две спирали, соединенные в жесткую конструкцию; между витками спирали укреплены скребки. Конструкция мешалки обеспечивает равномерное распределение концентрационных и температурных полей во всем объеме аппарата, что повышает качество полимера. Скребковое устройство не имеет пружин и прижимается к стенке аппарата за счет силы, создаваемой сопротивлением перемешиваемой среды. Вследствие этого сила прижатия скребка 2 регулируется автоматически и величина ее возрастает с увеличением вязкости среды. Мешалка снабжена большим количеством скребков, чем в аппарате, показанном на рис. 9. Благодаря этому за один оборот мешалки каждый участок поверхности скребки ометают несколько раз, что также повышает эффективность отвода тепла. Коэффициент теплопередачи в описанном аппарате более высокий (до 400 Вт/(м2 *0С), что обеспечивает большую производительность полимеризатора. Объем аппарата 20 м3.




2.
Физико-химические методы анализа
2.1 Колорометрический
Определение массовой доли золы и ее водорастворимой части – ГОСТ 19816.4-91 без обработки золы водой.

Результаты определения массовой доли золы округляют до второго десятичного знака.

Два результата параллельных определений считают приемлемыми для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает 0,03%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых определений, округленное до первого десятичного знака.

Определение массовой доли меди, железа и титана.

Оборудование и реактивы:

фотоэлектроколорометр;

весы лабораторные, 2-го класса по ГОСТ 24104-88 с наибольшим пределом взвешивания 200г;

печь муфельная в комплекте с термопарой градуировки «ХА» и электронным потенциометром типа К.СП-4 по ГОСТ 7164—78. Предел измерения от 0 до 800 «С. Допускается использование средств измерений другого типа с аналогичными метрологическими характеристиками;

плитка электрическая по ГОСТ 14919—83 или песчаная баня;

тигли или чашки платиновые вместимостью 40—100 см3 по ГОСТ 6563—75;

цилиндры мерные 1—25, 50 по ГОСТ 1770—74;

стакан Н—2—250 ТХС по ГОСТ 25336-82;

воронка ВФ—1—56 ХС или ВФ—1—75 ХС по ГОСТ 25336-82;

воронка ВД—2—250 29/32 ХС по ГОСТ 25336—82;

колбы мерные 2—25, 100, 500, 1000 по ГОСТ 1770—74;

пипетки 1—2—1 и 2-2—5, 10, 20, 25, 50 по ГОСТ 29169—91;

бюретки 1—1—2—25—0,1 по ГОСТ 29251—91;

пипетки 1—2—1—5 и 1—2—I—10 по ГОСТ 29227—91;

калий сернокислый кислый (бисульфат) по ГОСТ 4223—75, ч.д.а.

или пиросульфат калия по ГОСТ 7172—76;

кислота серная по ГОСТ 4204—77, х.ч. или ч.д, а., концентрированная и растворы с концентрацией эквивалента с(1/2H2S04)=0,001, 0,01 и 3 моль/дм3;

аммиак водный по ГОСТ 3760—79, ч.д.а., концентрированный, растворы с массовой долей 1 и 10%;

натрия диэтилдитиокарбамат по ГОСТ 8864—71, ч.д.а., раствор с массовой долей 0,1%;

кислота азотная по ГОСТ 4461—77, х.ч. или ч.д.а., концентрированная;

кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478—78, ч.д.а., раствор с массовой долей 25%;

растворы, содержащие Си, Fe 3+, Ti готовят по ГОСТ 4212—76.

Для приготовления стандартного раствора титана допускается использовать двуокись титана;

хлороформ технический, высший сорт по ГОСТ 20015—74 или четыреххлористый углерод по ГОСТ 20288—74, х.ч.;

перекись водорода (пергидроль) по ГОСТ 10929—76, х.ч. раствор с массовой долей 3%;

вода дистиллированная по ГОСТ 6709—72;

аммоний сернокислый по ГОСТ 3769—78;

двуокись титана;

индикаторная бумага «конго красный»;

фильтры обезволенные «белая лента».

Подготовка к испытанию:

Приготовление стандартного раствора меди. Пипеткой отбирают 10 см3 раствора, содержащего Си, переносят его в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и разбавляют до метки раствором серной кислоты с (1/2 Н2S04)=0,001 моль/дм3. 1 см3 этого раствора должен содержать 0,00001 г меди.

Приготовление стандартного раствора железа. Пипеткой отбирают 25 см3 раствора, содержащего Fe3+, переносят его в мерную колбу вместимостью 500 см 3 и разбавляют до метки раствором серной кислоты с(1/2 H2S04)= 0,001 моль/дм3. 1 см3 этого раствора должен содержать 0,00005 г железа.

Приготовление стандартного раствора титана.

Способ 1. Приготовление стандартного раствора титана по ГОСТ 4212—76: 1 см3 стандартного раствора титана должен содержать 0,0001 г титана.

Способ 2. Приготовление стандартного раствора титана из двуокиси титана: смесь 0,1 г двуокиси титана, 5—6 г сернокислого аммония и 15—20 см3 концентрированной серной кислоты нагревают в стакане на плитке до растворения, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, содержащую от 50 до 60 см3 дистиллированной воды и доливают до метки дистиллированной водой. 1 см3 такого раствора содержит 0,0006 г титана.

Определение массовой доли меди:

В делительную воронку с фильтратом наливают 5 см3 раствора диэтилдитиокарбамата натрия с массовой долей 0,1%, воронку закрывают стеклянной пробкой и энергично встряхивают в течение 2 мин.

После этого в воронку наливают 15 см3 хлороформа или четыреххлористого углерода и экстрагируют окрашенный комплекс, встряхивая воронку в течение 4 мин. После разделения слоев нижний слой сливают р мерную колбу вместимостью 25 см3, следя за тем, чтобы носик воронки был сухим.

В делительную воронку снова наливают 10 см3 хлороформа или четыреххлористого углерода и повторяют экстрагирование, встряхивая воронку в течение 2 мин. Нижний слой сливают в ту же мерную колбу и недостающий до метки объем дополняют хлороформом или четыреххлористым углеродом.

Полученный экстракт перемешивают и через 5 мин колориметрируют.

Определение массовой доли железа:

Фильтр с осадком гидроокисей металлов помещают в стакан вместимостью 200 см3, в котором производилось осаждение аммиаком приливают 50 см3 раствора серной кислоты с(1/2 H2SO4м)=3 моль/дм3 и нагревают содержимое стакана до полного растворения осадка.

Горячий раствор отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 100 см3, промывая фильтр дистиллированной водой. Когда температура содержимого колбы достигнет 20°С, его объем доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

50 см3 полученного раствора переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см3, бросают в нес кусочек бумаги «конго красный» ', и добавляют из бюретки медленно небольшими порциями, а к концу по каплям раствор аммиака с массовой долей 10% до сине-сиреневой окраски индикаторной бумаги. Затем наливают 5 см3 раствора сульфосалициловой кислоты с массовой долей 25% и 10 см3 раствора аммиака с массовой долей 10%, доводят объем водой до метки и перемешивают. Через 5 мин раствор колориметрируют .

Определение массовой доли титана:

В оставшиеся 50 см3 сернокислого раствора добавляют 5 см3 раствора перекиси водорода, доводят объем водой до метки, перемешивают и колориметрируют.

Обработка результатов:

Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по формуле:
<img width=»95" height=«41» src=«ref-1_1186324168-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026"> где


т1 —масса меди, найденная по градуировочному графику по разности показаний прибора при колориметрировании исследуемого раствора и контрольного опыта, г;

т —масса навески каучука, г.

Вычисляют до пятого десятичного знака.

Два результата параллельных определений считают приемлемыми (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытаний, если расхождение между ними не превышает 0.00004%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых результатов определений, округленное до четвертого десятичного знака.

Массовую долю железа (Х1) в процентах вычисляют по формуле:
<img width=«116» height=«41» src=«ref-1_1186324433-299.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">, где


т2 —масса железа, найденная по градуировочному графику по разности показаний прибора при колориметрировании исследуемого раствора и контрольного опыта, г;

2 — коэффициент разбавления.

Вычисляют до четвертого десятичного знака.

Два результата параллельных определений считают приемлемыми (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает в зависимости от уровня показателя качества следующих значений:

уровень, % расхождение, %

до 0,0020 0,0005

от 0,0021 до 0,0030 0,0006

от 0,0031 до 0,0050 0,0007

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых результатов определений, округленное до третьего десятичного знака.

Массовую долю титана (Х2) в процентах вычисляют по формуле:
<img width=«117» height=«69» src=«ref-1_1186324732-298.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">, где
m3 — масса титана, найденная по градуировочному графику, г

2 — коэффициент разбавления.

Вычисляют до третьего десятичного знака.

Два результата параллельных определений считают приемлемым (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает 0,003%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых результатов определений, округленное до второго десятичного знака.
2.2 Гравиметрический
Определение потери массы при сушке

Потерю массы при сушке определяют по ГОСТ 19338—90, при этом каучук выдерживают в сушильном шкафу (3,0±0,1) ч.

Масса отобраннойпробы должна быть (1,0±0,1) г. При определении допускается использовать тарелочки диаметром от 40 до 60 мм.

От различных упаковочных единиц партии проводят по одному определению.

Результаты округляют до второго десятичного знака.

Группу из 10 результатов определений отдельных проб считают приемлемой (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания партии, если расхождение между наибольшим и наименьшим результатами определений отдельных проб не превышает 0,40%.

За результат испытания партии каучука принимают среднее арифметическое результатов всех приемлемых определений отдельных проб, округленное до первого десятичного знака.
2.3 Потенциометрический




Определение массовой доли стеариновой кислоты потенциометрическим методом

Оборудование и реактивы:

рН-метр, милливольтметр;

весы лабораторные, 2 класса по ГОСТ 24104—88 с наибольшим пределом взвешивания 200 г;

электрод стеклянный;

электрод сравнения хлорсеребряный;

ячейка для титрования: стакан В—2—250 ТС по ГОСТ 25336—82, снабженный крышкой из органического стекла с тремя отверстиями для микробюретки и электродов;

баня песчаная;

мешалка магнитная;

колба Кн—1—250 29/32 по ГОСТ 25336—82;

бюретка 1—1—1—10—0,02 по ГОСТ 29251-91;

холодильник воздушный длиной 120 см и диаметром 1,2 см;

цилиндр мерный 1—100 по ГОСТ 1770—74;

толуол, ч.д.а., по ГОСТ 5789—78;

спирт этиловый технический по ГОСТ 17299—78 или спирт этиловый технический ректификованный по ГОСТ 18300—87;

кислота серная, х.ч, или ч.д.а., концентрированная по ГОСТ 4204¾77;

калия гидроокись, по ГОСТ 24363—80, х.ч. или ч.д.а., спиртовой раствор 0,1 моль/дм3 ;

калия гидроксид по ГОСТ 24363—80, х.ч. или ч.д.а., спиртовый раствор

С(КОН)=0,1 моль/дм3, приготовленный в соответствии с требованиями ГОСТ 25794.1-83 и ГОСТ 25794.3-83;

смесь спирто-толуольная — спирт: толуол==30:70 (по объему).

Подготовка к испытанию:

Хлорсеребряный электрод сравнения заполняют насыщенным раствором хлористого калия. Индикаторный стеклянный электрод перед испытанием выдерживают в течение 8 ч в спирто-толуольной смеси (30:70).

Проведение испытания:

3—5 г каучука нарезаютна кусочки размером около 0,5х0,5х0,5 см, взвешивают и помещают в колбу. Приливают 100 см3 спирто-толуольной смеси (30:70), добавляют I каплю (0,05—0,10) см3 концентрированной серной кислоты и кипятят на песчатой бане с воздушным холодильником в течение 30 мин. После охлаждения в колбу приливают 60 см3 этилового спирта, затем колбу энергично встряхивают до полного выделения полимера. Раствор сливают в ячейку для титрования. Полимер промывают еще 20 см3 этилового спирта, выливают спирт в ту же ячейку, затем погружают в нес электроды и титруют содержимое ячейки раствором гидроокиси калия при непрерывном перемешивании, добавляя по 0,2 см3 титранта.

Запись результатов титрования и вычисления представляют в виде таблицы,

<img width=«12» height=«23» src=«ref-1_1186325030-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">

Y см3

KOH

DY см3

KOH

E, мВ

DЕ, мВ

<img width=«29» height=«41» src=«ref-1_1186325103-158.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">



Две точки эквивалентности, соответствующие концу титрования серной (у1) и стеариновой (У2) кислот, находят из данных этой таблицы по максимальным значениям D
Е/
D
Y— отношения приращения потенциала индикаторного электрода к соответствующему приращению объема.

Массовую долю стеариновой кислоты (X3) в процентах вычисляют по формуле:
<img width=«192» height=«41» src=«ref-1_1186325261-590.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">,где
Y2 — объем раствора гидроокиси калия, израсходованный на суммарное титрование серной и стеариновой кислот, соответствующий II максимуму значения —<img width=«29» height=«41» src=«ref-1_1186325103-158.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">, см3 ;

Y
1
—объем раствора гидроокиси калия, израсходованный на титрование серной кислоты, соответствующий I максимуму значения <img width=«29» height=«41» src=«ref-1_1186325103-158.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">, см3 ;

Н —молярная концентрация эквивалента гидроокиси калия, моль/дм 3;

284 — молярная масса эквивалента стеариновой кислоты, г/моль;

т —масса навески каучука, г.

Результат определения, округляют до второго десятичного знака. Два результата параллельных определений считают приемлемым (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает 0,20%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых определений, округленное до первого десятичного знака.
2.4 Спектрофотометрический
Определение массовой доли актиоксидантов.

Определение массовой доли антиоксиданта ДФФД— по ГОСТ 24655-81, используя водяные или воздушные (длиной не менее 1.2 м) холодильники и лабораторные весы по ГОСТ 24104—88 2-го класса с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 4-го класса снаибольшим пределомвзвешивания 500 г.

Результаты определений округляют до третьего десятичного знака.

Два результата параллельных определений считают приемлемыми (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает 0,020%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух результатов приемлемых определений, округленное до второго десятичного знака.

Определение массовой доли антиоксидантов диафена-13 или С-789.

Аппаратура, посуда, реактивы:

Весы лабораторные 2-го класса по ГОСТ 24104—88 с наибольшим пределом измерения от 50 до 200 г или любые другие с аналогичными характеристиками;

фотоколориметр любой марки;

плитка электрическая по ГОСТ 14919—83 или баня песчаная;

колбы мерные 2-25, 250. 1000 по ГОСТ 1770-74;

воронка Бюхнера по ГОСТ 25336—82;

колба 1-250 по ГОСТ 25336—82 (склянка Бунзена);

эксикатор 1-100 по ГОСТ 25336—82;

колбы Кн-1-100-29/32 ТС или П-1-100-29/32 ТС и Кн-1-50-18 по ГОСТ 25336—82;

цилиндры мерные 1-25, 250 по ГОСТ 1770—74;

пипетки 1-2-1, 2-2-5 и 2-2-10 по ГОСТ 29169-91;

пипетка 1-1—2-5 по ГОСТ 29227—91;

холодильник с воздушным охлаждением длиной 120 см диаметром

12 мм;

медь уксуснокислая, ч. по ГОСТ 5852—79;

калий хлористый, х.ч. или ч.д.а. по ГОСТ 4234—77;

кислота соляная по ГОСТ 3118—77 раствор 1 моль/дм3 ;

спирт этиловый технический по ГОСТ 17299—78 или спирт этиловый технический ректификованный по ГОСТ 18300—87;

толуол, ч, д.а. по ГОСТ 5789—78;

диафен-13, очищенный С-789, стандартные растворы;

реактив окисляющий;

вода дистиллированная;

смесь спиртотолуольная 70:30 (по объему);

фильтры бумажные;

смесь охлаждающая (лед + соль).

Подготовка к испытанию:

Очистка д и а ф с н л — 13

(1,0±0,2) г диафена-13 помещают в колбу вместимостью 50 см3 и растворяют в 20 см3 этилового спирта. Раствор фильтруют через бумажный фильтр. Затем к фильтрату при перемешивании пипеткой по каплям приливают 6—8 см3 дистиллированной виды до явного помутнения раствора. Колбу с раствором помещаю г в охлаждающую смесь (лед + соль) и выдерживают 1—2 ч до выпадения кристаллов, которые затем отфильтровывают под вакуумом на воронке Бюхнера.

Кристаллы промывают два-три раза дистиллированной водой порциями по 15 см3 и вместе с фильтром. Помещают в эксикатор и сушат под вакуумом.

Приготовление стандартного раствора диафена-13 или С-789:

Растворяют (0,0250±0,0005) г антиоксиданта в этиловом спирте в мерной колбе вместимостью 250 см3. Полученный раствор содержит 0.0001 г антиоксиданта в 1 см3.

Проведение испытания:

От 2 до 5 см3 экстракта диафсна-13 или 5 см3 экстракта С-789 помещают в мерную колбу вместимостью 25 см3, доводят окисляющим реактивом до метки и перемешивают. Оптическую плотность растворов определяют на фотоэлектроколориметре в условиях построения градуировочных графиков.
    продолжение
--PAGE_BREAK--