ГОСТ 17555-72 Пластмассы. Методы определения гидроксильных групп в эпоксидных смолах и эпоксидированных соединениях.

ГОСТ 17555-72*

Группа Л29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 ПЛАСТМАССЫ

 Методы определения гидроксильных групп в эпоксидных смолах и эпоксидированных соединениях*

 Plastics. Methods for determination of hydroxyl group content of epoxy resins and epoxidized compositions

ОКСТУ 2209**          

______________

* Наименование стандарта. Измененная редакция, Изм. N 2.

** Введено дополнительно, Изм. N 2.

Дата введения 1973-01-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16 февраля 1972 г. N 418 срок введения установлен с 01.01.1973 г.

Проверен в 1978 г. Срок действия ограничен до 01.01.1981 г.**

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (сентябрь 1978 г.) с изменением N 1, опубликованным в апреле 1978 г.

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие с 01.01.88 постановлением Госстандарта СССР от 03.08.87 N 3216, Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие с 01.01.91 постановлением Госстандарта СССР от 04.06.90 N 1388

Настоящий стандарт распространяется на пластмассы и устанавливает два метода определения гидроксильных групп в эпоксидных смолах и эпоксидированных соединениях: химический и ИК-спектроскопии.

Сущность химического метода заключается в ацетилировании гидроксильных групп, содержащихся в смоле и образовавшихся из эпоксидного кольца при расщеплении его под действием ацетилирующей смеси, состоящей из пиридина, уксусного ангидрида и серной кислоты.

Метод не распространяется на эпоксидные смолы и эпоксидированные соединения, содержащие менее 1% гидроксильных групп или азот.

Реакция протекает по следующей схеме:

Сущность метода ИК-спектроскопии заключается в измерении оптической плотности аналитической полосы поглощения гидроксильной группы с последующим расчетом ее содержания по градуировочному графику.

Метод не распространяется на эпоксидные смолы и эпоксидированные соединения, содержащие первичные и вторичные аминогруппы.

(Измененная редакция - "Информ. указатель стандартов" N 4 1978 г.).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

 I. ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД

 1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

1.1. Для определения содержания гидроксильных групп должны применяться:

пипетки 1-2-1 или 4-2-1, 2-2-5 по ГОСТ 20292-74*;

бюретка 3-2-50-0,1 по ГОСТ 20292-74;

цилиндры 1-10, 1-50 или 3-50 по ГОСТ 1770-74;

колбы Кн-1-100-29/32 ТС или Кн-1-250-29/32 ТС по ГОСТ 25336-82;

пиридин по ГОСТ 13647-78, ч.д.а.;

ангидрид уксусный по ГОСТ 5815-77, ч.д.а.;

кислота серная по ГОСТ 4204-77, х.ч. или ч.д.а.;

натрий гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор концентрации

(NaOH)=0,5 моль/дм

; готовят по ГОСТ 25794.1-83;

фенолфталеин (индикатор), 1%-ный спиртовой раствор;

вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г 2-го класса точности по ГОСТ 24104-88*.

холодильник ХШ-1-300-29/32 ХС или ХШ-1-400-29/32 по ГОСТ 25336-82;

термошкаф или другое обогревающее устройство, обеспечивающее поддержание температуры 76-78 °С;

часы.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

 2. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

2.1. Приготовление ацетилирующей смеси

В коническую колбу вместимостью 100 см

вносят отмеренные цилиндром 4,5 см

уксусного ангидрида и приливают пипеткой 1 см

серной кислоты. Смесь перемешивают круговым вращением так, чтобы она не касалась пробки колбы. Затем в колбу приливают из цилиндра 33 см

пиридина. Содержимое колбы тщательно перемешивают, колбу закрывают пробкой и оставляют для охлаждения на 20-30 мин.

Ацетилирующая смесь должна быть прозрачной. Смесь, содержащую муть или осадок, не применяют для анализа. Ацетилирующую смесь готовят в вытяжном шкафу.

 3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Около 0,1-0,2 г анализируемого продукта взвешивают, результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака, вносят в коническую колбу вместимостью 250 см

и приливают пипеткой 5 см

свежеприготовленной ацетилирующей смеси. Плотно закрывают колбу пробкой и круговым вращением растворяют навеску, после растворения колбу помещают в термошкаф, нагретый до 76-78 °С, и выдерживают в нем в течение (90±5) мин.

Через (90±5) мин колбу вынимают из термошкафа, охлаждают 5-10 мин, после чего цилиндром приливают в колбу 50 см

дистиллированной воды и выдерживают в течение 40-50 мин для полного превращения уксусного ангидрида в уксусную кислоту.

В колбу вносят пипеткой 4-5-капель индикатора фенолфталеина и титруют содержимое колбы раствором гидроокиси калия концентрации 0,5 моль/дм

до появления разовой* окраски.

Параллельно проводят контрольный опыт в тех же условиях и с теми же реактивами, но без навески анализируемого продукта.

Анализ проводят в вытяжном шкафу.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

 4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю гидроксильных групп (

) в процентах вычисляют по формуле

.

,

,

где

- сумма гидроксильных групп, состоящая из количества гидроксильных групп, содержащихся в смоле, и количества гидроксильных групп, образовавшихся из эпоксидных групп при их расщеплении, %;

   

- объем раствора гидроокиси калия концентрации точно 0,5 моль/дм

(0,5 н.), израсходованный при титровании контрольного опыта, см

;

- объем раствора гидроокиси калия концентрации точно 0,5 моль/дм

(0,5 н.), израсходованный на титрование анализируемой навески, см

;

0,0085 - титр раствора гидроокиси калия концентрации точно 0,5 моль/дм

(0,5 н.) по гидроксилу, г/см

;

- масса навески, г;

- массовая доля гидроксильных групп, образовавшихся при расщеплении эпоксидных групп, %;

- массовая доля эпоксидных групп, % (определяют по методу ГОСТ 12497-78, указанному в нормативно-технической документации на материал);

0,395 - коэффициент пересчета эпоксидных групп на гидроксильные группы;

2 - коэффициент расхода двух эквивалентов кислоты на расщепление эпоксидных групп до гидроксила и его ацетилирование.

(Измененная редакция - "Информ. указатель стандартов" N 4 1978 г.).

(Измененная редакция, Изм.

 N 2).

4.2. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютное значение расхождения между которыми не превышает значения допускаемого расхождения, указанного в таблице.

Массовая доля гидроксильных групп, %					Допускаемое расхождение	Пределы допускаемой относительной суммарной погрешности при доверительной вероятности =0,95%
От	1	до	3		0,2	±10,0
Св.	3	до	6		0,3	±4,7
"	6	"	10		0,4	±3,3
"	10	"	20		0,5	±2,4
"	20	"	30		1,0	±2,4
"	30				1,5	±2,4

(Измененная редакция, Изм. N 2).

 II. МЕТОД - ИК-СПЕКТРОСКОПИИ

 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОКСИЛЬНЫХ ГРУПП В ЭПОКСИДНЫХ СМОЛАХ И ЭПОКСИДИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЯХ, РАСТВОРИМЫХ В ПИРИДИНЕ*

________________

* Наименование раздела. Измененная редакция, Изм. N 2.     

Аналитическая полоса поглощения 3280 см

.

5.1. Приборы, посуда, реактивы:

спектрофотометр инфракрасный двухлучевой любого типа с диапазоном волновых чисел 4000-2500 см

;

кюветы с толщиной слоя 0,1-0,2 мм из оптического материала для волновых чисел 4000-2500 см

;

шприц медицинский типа "Рекорд", вместимостью 5 см

;

колбы 2-25-2, 2-50-2 по ГОСТ 1770-74;

пипетки 4-1-1, 7-1-10 по ГОСТ 20292-74;

пиридин по ГОСТ 13647-78, высушенный над щелочью и перегнанный (фракция 114-115 °С);

глицерин по ГОСТ 6258-85, ч.д.а., рабочий раствор с концентрацией гидроксильных групп 0,0125 г/см

готовят растворением навески 1,127 г глицерина в пиридине в мерной колбе вместимостью 50 см

;

весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности по ГОСТ 24104-88 с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

5.2. Подготовка к анализу

Подготовка прибора к анализу и анализ проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 25 см

пипеткой вносят 0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 10 см

рабочего раствора, доводят до метки пиридином и тщательно перемешивают. Приготовленные растворы содержат 0,00625; 0,0125; 0,025; 0,050; 0,075; 0,100; 0,125 г гидроксильных групп соответственно. Рабочую кювету заполняют приготовленными растворами, кювету сравнения - пиридином и записывают спектр в области 3800-2800 см

.

Интенсивность поглощения гидроксильных групп измеряют по максимуму полосы 3280 см

и вносят поправку на поглощение фона методом базисной линии. Для определения поглощения фона обе кюветы заполняют пиридином и снимают спектр в той же области.

Оптическую плотность (

) вычисляют по формуле

,

где

- интенсивность падающего излучения;

- интенсивность прошедшего излучения.

Для каждой концентрации проводят по 3 измерения и определяют среднее значение оптической плотности. По полученным данным строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс массу гидроксильных групп в граммах, а на оси ординат - соответствующее значение оптической плотности.

5.3. Проведение анализа

В мерной колбе вместимостью 25 см

взвешивают 2-3 г эпоксидной смолы и результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака, растворяют в пиридине, доводят до метки и тщательно перемешивают. Определение оптической плотности проводят по п.5.2, затем по градуировочному графику находят массу гидроксильных групп в граммах.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОКСИЛЬНЫХ ГРУПП В ЭПОКСИДНО-ДИАНОВЫХ СМОЛАХ, РАСТВОРИМЫХ В ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОМ УГЛЕРОДЕ

________________

* Наименование раздела. Измененная редакция, Изм. N 2.     

Аналитическая полоса поглощения 3620 см

.

6.1. Приборы, посуда и реактивы:

приборы и посуда по п.5.1;

кюветы с толщиной слоя 9,5-10,5 мм из оптического материала для диапазона волновых чисел 4000-2500 см

. Допускаются кварцевые кюветы;

углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74, х.ч.;

дифениловый эфир глицерина, дважды перекристаллизованный с температурой плавления 81-82 °С; рабочий раствор с концентрацией гидроксильных групп 0,0005 г/см

готовят растворением навески 0,359 г дифенилового эфира глицерина в четыреххлористом углероде в мерной колбе вместимостью 50 см

.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

6.2. Подготовка к анализу

Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 25 см

пипеткой вносят 0,2; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 10 см

рабочего раствора, доводят до метки четыреххлористым углеродом и тщательно перемешивают. Приготовленные растворы содержат 0,0001; 0,00025; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,005 г гидроксильных групп соответственно.

Рабочую кювету заполняют приготовленными растворами, кювету сравнения - четыреххлористым углеродом и записывают спектр в области 3700-3400 см

. Интенсивность поглощения гидроксильных групп измеряют по максимуму полосы 3620 см

методом базисной линии.

Вычисляют оптическую плотность и строят градуировочный график по п.5.2.

6.3. Проведение анализа

В мерной колбе вместимостью 25 см

взвешивают около 0,5 г эпоксидно-диановой смолы и результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака, растворяют в четыреххлористом углероде, доводят до метки и тщательно перемешивают.

Определение оптической плотности проводят по п.6.2, затем по градуировочному графику находят массу гидроксильных групп в граммах.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОКСИЛЬНЫХ ГРУПП В ЭПОКСИДНО-ДИАНОВЫХ СМОЛАХ, НЕРАСТВОРИМЫХ В ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОМ УГЛЕРОДЕ

______________

* Наименование раздела. Измененная редакция, Изм. N 2.     

В качестве меры поглощения гидроксильных групп применяют отношение оптических плотностей полос 3450 и 2880 см

. Полоса 2880 см

характерна для метильных групп, концентрация которых не зависит от молекулярной массы смолы.

7.1. Приборы:

спектрофотометр инфракрасный по п.5.1;

стекла из фотопластин размером 50х25 мм, эмульсионный слой с которых удаляют горячей водой.

7.2. Подготовка к анализу

Для построения градуировочного графика используют эпоксидно-диановые смолы с различным содержанием гидроксильных групп. Массовую долю гидроксильных групп в процентах в этих смолах определяют по разд.5, метод II.

Каплю эпоксидно-диановой смолы раздавливают между двумя стеклами, помещают в кюветное отделение спектрофотометра и записывают спектр в области 3700-2700 см

. Толщина образца должна быть такой, чтобы значения оптических плотностей находились в пределах 0,15-0,70.

По спектрам методом базисной линии определяют значение оптических плотностей полос поглощения в области 3450 см

(

) и 2880 см

(

) и вычисляют отношение

.

Значение отношения оптических плотностей вычисляют как среднюю величину трех определений.

По полученным данным строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс массовую долю гидроксильных групп в процентах, а на оси ординат - отношение оптических плотностей (

)

.

7.3. Проведение анализа

Анализ проводят по п.7.2. Вычисляют отношение оптических плотностей (

) и по градуировочному графику находят массовую долю гидроксильных групп в процентах.

 8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

8.1. Массовую долю гидроксильных групп (

) в процентах, определяемую по разд.5 и 6 метода II, вычисляют по формуле

,

где

- масса гидроксильных групп, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, г.

Массовую долю гидроксильных групп в процентах, определяемую по разд.7 метода II, находят по градуировочному графику.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, абсолютное значение расхождения между которыми не превышает значения допускаемого расхождения, равного 0,08%. Пределы допускаемой абсолютной суммарной погрешности результата анализа ±0,04 при доверительной вероятности

=0,95.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

Пп.5-8. (Введены дополнительно - "Информ. указатель стандартов" N 4 1978 г.).