主题:【第十六届原创】氟碳涂料基料中氟含量的测定

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氟碳涂料基料中氟含量的测定


1引言

是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料;又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料等。在各种涂料之中,氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大,碳氟键能强,具有特别优越的各项性能。耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性,而且具有独特的不粘性和低摩擦性。经过几十年的快速发展,氟涂料在建筑、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用。成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后,综合性能最高的涂料品牌。应用比较广泛的氟树脂涂料主要有PTFEPVDFFEVE等三大类型。

最早的“氟碳涂料”其实早在1938年就诞生了,就是大家熟知的杜邦公司的特氟隆涂层,即聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟丙烯(FEP)等共聚合物。这类材料其独特优异的耐热(180-260)、耐低温(-200)、自润滑性及化学稳定性能等,而被称为“拒腐蚀、永不粘的特富龙”,氟碳漆一般分为三氟和四氟,四氟的防腐性能更高。由于使用时需要极高液化的温度,对颜料的分散性很差,因此一直只被用在不沾锅,医疗,航空等领域,没有进入建筑领域。

一直到1965年美国Pennwalt 公司开发成功以聚偏二氟乙烯(PVDF)(商标Kynar 500)为基料的建筑用氟碳涂料以来,氟碳涂料实现了商业化,人们才看到了氟碳涂料在建筑领域的应用前景,全世界有数以万计的建筑物在(PVDF)氟碳涂料的保护下熠熠生辉。由于该类涂料还是属于烘烤型涂料,虽然烘烤温度比聚四氟乙烯要低很多,大约在230℃,因此还是无法在现场使用,需要工厂加工,这也制约氟碳涂料进一步的推广。

直到1982年,日本旭硝子公司开发出氟烯烃-乙烯基醚共聚物(FEVE)才开创了能常温下溶解于芳烃、脂类、酮类溶剂的常温固化氟树脂,它克服了原来氟碳涂料不能常温固化的缺点,实现了在施工工地现场涂装氟碳涂料的理想,大大拓展了氟碳涂料的应用领域。

2 摘要

  试样经离心分离,取清液部分,将溶剂挥发完全后烘干、粉碎成粉末,在氧燃烧瓶中充分燃烧分解,分解物用氢氧化钠溶液吸收,以氟离子选择电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,用标准加入法测定吸收液中氟离子浓度,用参比样品进行结果校正,计算出样品基料中氟含量。本方法简单高效,准确率高,是目前比较常用的检测氟碳涂料基料中氟含量的首选方法之一。方法重现性较好,回收率在90~110%之间,完全满足检测要求。

3 试剂材料

3.1离心分离用试剂

二甲苯(分析纯)

丙酮(分析纯)

混合溶剂:二甲苯500ml加丙酮500ml混合摇匀备用。

3.2仪器测试用试剂

实验室用三级去离子水(本文以下用水即为实验室三级去离子水)

NaOH溶液:0.02mol/L1mol/L

HCl溶液:2mol/L

HNO3溶液(1+5)体积比

苯酚红指示剂溶液:0.4g/L 0.1g苯酚红指示剂溶于14.2ml  0.02mol/LNaOH溶液中用水稀释至250ml,摇匀备用。

氟标准储备溶液:1000μg/ml

称取预先在(105±2)°C干燥2h的氟化钠基准物质2.2101g于烧杯中加水溶解,用水洗入1L容量瓶中,稀释至刻度,摇匀即为1000μg/ml的氟标准储备溶液。

氟标准工作溶液

10ml氟储备标准溶液配制成100μg/ml氟标准工作溶液

总离子强度调节缓冲溶液

称取294g柠檬酸三钠和20g硝酸钾溶于约800ml水中,用硝酸溶液(1+5)调节pH=6.0,再用水定容至1L。摇匀备用。

氧气:纯度99%以上。

4 仪器设备

离心机:转速可调(0~15000r/min



电子天平:感量0.1mg



氧燃烧瓶:500ml磨口硬质锥形瓶,瓶塞为空心底部熔封一根直径约1mm铂丝,铂丝下端做成网状或螺旋状



蒸发皿

粉碎机



数字式离子计(精度0.1mV)配氟离子选择电极和饱和甘汞电极



5 实验部分

5.1样品离心处理和粉碎

取约5g样品,置于50ml离心管中(也可根据实际离心效果自行确定称样量和离心管容量大小),加入约30ml二甲苯和丙酮混合溶剂,混合摇匀后,置于离心机中离心30分钟,将上层清液转移至蒸发皿中,在常温下将大部分溶剂挥发后,在(140±2)°C温度下烘烤至干,用粉碎机粉碎样品成粉末状。

5.2 样品燃烧分解

准确称取10mg左右粉碎后的样品粉末,用约0.1g无灰滤纸包裹后固定在铂丝网内,在氧燃烧瓶中准确移入100ml 1mol/lNaOH溶液,小心急速通入氧气约3分钟,将瓶内空气排尽,用表面皿立即覆盖瓶口,移至通风橱内,点燃滤纸,讯数放入燃烧瓶中,按紧瓶塞,加注水封。燃烧完毕后瓶内应无碎片,充分震荡,使生成的烟雾完全被吸收,放置15分钟,同时做空白试验。

5.3 氟含量测定

5.3.1 氟电极实际斜率测定

5100ml容量瓶中分别准确移入含氟100μg/ml氟标准溶液1ml3ml5ml10ml20ml,加入2滴苯酚红指示剂溶液,10ml总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释至刻度,摇匀,将溶液倒入100ml聚乙烯塑料烧杯中,测量其电位;以各浓度溶液响应电位为纵坐标,相应浓度对数为横坐标,做标准曲线,计算出电极的实际斜率K(取正值)。

5.3.2样品溶液电位的测量

100ml容量瓶中准确移入10ml吸收液,加入2滴苯酚红指示剂溶液,用2mol/LHCl溶液中和到溶液变黄,加入10ml总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释到刻度,摇匀,将溶液倒入100ml聚乙烯塑料烧杯中,待电位稳定后记录响应电位E1mV),立即准确移入1ml氟标准溶液100μg/ml,待电位稳定后记录响应电位E2mV)。

5.3.3 结果计算



式中:

F----样品中氟的质量分数,单位%

Cb---氟标准工作溶液浓度,单位μg/ml

K---氟电极实际斜率;

E---移入氟标准溶液前后的电位差,单位mV

m----样品质量,单位mg

结果校正计算公式:



式中:

F----2,6二氟苯酸按公式1计算的氟含量,单位%

α---为参比样品氟的质量分数,单位%

F----为空白溶液中氟含量的质量分数,单位%

结果与讨论:

采用本方法测试基料中氟含量,方法简单快捷,准确度高,样品前处理及燃烧过程需要一定的判断,否则测试结果可能会偏低。
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刘彦刚
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楼主:不知你在这发该文的主要目的是什么?如果是说:自已的该测定方法很具特色,想与相关专家共享的话,请告知我,我愿为媒哦!
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2023/8/4 6:26:34 Last edit by pxsjlslyg
sc360xp
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我不是这个专业的,前面的叙述简明扼要,不错。手写公式图片要歪着头看,请版主调一下吧
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