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化纤油剂中聚醚磷酸酯盐的分离与分析.pdf

化纤油剂中聚醚磷酸酯盐的分离与分析.pdf

上传者: chemidoctor 2012-07-17 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《化纤油剂中聚醚磷酸酯盐的分离与分析pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含第卷第期天津J业大学学报JOURNALOFTIANJINPOLYTECHNICUIVERSITY化纤油剂中聚醚磷酸酯盐的分离与分析刘燕军.存徐进云天符等。

第卷第期天津J业大学学报JOURNALOFTIANJINPOLYTECHNICUIVERSITY化纤油剂中聚醚磷酸酯盐的分离与分析刘燕军.存徐进云天津工业大学高新技术实业公司天津摘要:用经典吸附柱色谱法成功地甘长韭油剂中的两种聚醚磷酯盐进行了分离.并综台运用离子型鉴定和红外光谱进行了定胜分析{采用HNMR确定了它们结构.关键词:化纤油剂聚醚磷酸酯盐分离中图分类号:TQ.文献标识码:A文章编号:X()】LSeperationandanalysisofpolyetherphosphatesaltsinspinningfinishesIIUYanjun.ZHOUCunXUJinyun/HitechCo.TianjinPolytechnicUniversity.'ianjln.ChinaAbstract:thepolyetherphosphatesatsinspinningfinishesforfibersareseperatedbytheclassicalcolumnadsorptionchromatography.analyzedquaitatlveyhyionicitydeterminationandIK~pectrum.theirstructureisdeterminedbyHNMR.Keywords:spinningfinishespolyetherphos)}latesailseperation聚醚磷酸醋盐是聚醚磷酸化后中和的产物.足近年来化纤油荆中常用的抗静电剂之一.作为新型的抗静电剂.它与传统的化纤用抗静电剂烷基磷酸酯盐相比具有亲水性更好.不易分层等特点.已经在化纤油剂中得到越来越多的应用.作为化纤油剂中的抗静电剂般长丝油剂中磷酸酯盐含量小于j.而短纤油剂则含有较多的磷酸酯盐J.基于聚醚磷酸酯盐的化学结构通过改变聚醚磷酸酯盐结构中烷基的大小以及聚醚链段中EO和PO的比例可获得具有不同HIB值的产品.产品的抗静电性、耐热性、吸湿性、以及起泡性都有很大区别可分别适用于具有不同需求的油剂中.磷酸酯盐属阴离子表面活性剂.对含有阴离子表面活性剂的复配物分离常采用离子交换色谱法但由于磷酸酯盐在酸性条件下会形成酸式磷酸酯其在离子交换柱上的吸附力较强.洗脱液选择不当将会造成部分磷酸酯无法洗脱而洗脱出的部分还要经过中和、萃取分离物容易流失.这对于磷酸酯含量很小的长丝油剂可能会造成很大误差而且当油剂中同时存在两种以上的磷酸酯盐时进步分离较为困难为此本文采用了经典柱层析对长丝油荆中的聚醚磷酸酯进行分析.同时聚醚磷酸酯由于分子中同时包含非离子的聚醚与阴离子的磷酸醋盐两个官能团而离子部分‘磷酸醋盐占整个分子的比例很小而常被误认为是非离子.因此必须对其进行综台分析才可得出正确的结果.实验内容.样品选择化纤长丝油剂为分析样品(经离子交换柱分析.其离子部分比例占.)..初步分析用纳熔法进行元素分析并采用亚甲基蓝法、硫氰酸钴法、溴酚蓝法进行离子型鉴定..经典柱分离样品经数次小分离柱分离后.对比分离效果.待分离结果一致后放大分离样品量进行分离.样品:g干燥后的油剂样品.分离柱:.cm酸式滴定管.硅胶:青岛海洋化工厂产C活化h.洗脱顺序:氯仿:四氯化碳:mL氯仿:乙醚:ml收穑日期:sr作者简介:期燕(一、、女江西省于吉lf县人.讲师维普资讯http:wwwcqvipcom天津工业大学学报年月氯仿:丙酮l:mI氯仿:甲醇:mI氯仿:甲醇:mL氯仿:甲醇:mI氯仿:甲醇:mI甲醇mI水mI洗脱速度:mI/rainmI一杯..仪器分析用WFD一型红外分光光度计(和涂膜法)进行红外分析:用BRUKERACPMHz仪器(CDCl溶剂进行HNMR分析.结果与讨论Z.初步分析结果()元素分析认为:油剂样品中含PN.S和卤素.(离子型鉴定结果为亚甲基蓝法(一)不明显硫氰酸钴法(一)明显溴酚蓝法().以上结果说明油剂样品中含有大量的非离子和少量的阴离子型表面活性剂无阳离子型表面活性剂.抗静电剂是化纤油剂中必不可少的单体化纤油的抗静电剂大多数为阴离子型.如硫酸酯盐类、磺酸盐娄和磷酸酯盐类少数油剂中使用阳离子型的抗静电剂如氧化胺类一.由于样品的离子型表现为阴离子与非离子型.因此油剂中的抗静电剂为阴离子型而元素分析表明油剂只含P说明油剂中不可能有含硫的抗静电剂f硫酸盐类磺酸盐类)油剂中的抗静电剂为磷酸酯盐类..经典柱分离油剂样品本实验中采用经典吸附柱色谱法对样品进行分离.由于聚醚磷酸酯盐的极性较大在洗脱液的选择上.必须选择极性较大的溶剂才能将其洗脱.如氯仿:甲醇=:或甲醇或水.图l为样品的经典柱分离重量分布图.图中总洗脱物重量百分比=.各分离峰旁数字系洗脱烧杯的编号其中和之和为.与用离子交换法分离得到的离子部分的比例基本一致.从图中可以看出各个分离峰的分离效果较好总洗脱物的重量百分比>说明样品已基本被分离完全E艇套。。序。烧序图油剂样品的经典柱分离重量分布田.分离样品定性分析..分离组分的红外分析聚醚磷酸酯盐(聚醚磷酸化后的产物)结构式如下:HCH,(CH)O(CHCHo)(CHcHO】POM(mono)CHCH<CH:)O(CH,CHO't(CH~cHOcHcH:卜O(cHcH。l|.tccHo)J附】M‘doub聚醚磷酸酯分子中包含两个官能团聚醚的红外特征吸收主要表现在llcm(vCOC)左右的宽峰以及其中附近caciTl一。ciTl左右的对称吸收峰而磷酸酯盐红外吸收峰在lcm一(P=O伸缩振动)和lciTl。(POC伸缩振动)左右.由于二者的主要吸收峰重叠而聚醚磷酸酯盐中阴离子部分所占比例很小因此聚醚磷酸酯的红外图常常只表现非离子部分的吸收峰或者阴离子部分吸收不明显因而红外定性对聚醚磷酸酯可能会有误差磷酸酯盐的亲水性很强因而在经典柱分离时洗脱顺序应靠后通过对各个分离峰样品的红外光谱分析发现与具有磷酸酯盐的一些特征.如图和图所示二组分均在ciTl。处有明显的宽峰而cm左右的突起及肩峰可能为磷酸酯盐的POC吸收峰二者在ciTl处的小尖峰表明二者都具有长烷基链二者在lcm左右有明显的吸收是由于组分极性太大吸水所产生的水峰.从二者在cm巨大的羟基峰也可看出这一点维普资讯http:wwwcqvipcom第卷第期刘燕军等:化纤油剂中聚醚磷酸酯盐的分离与分折IlI【gO~圉.红外光谱图..分离蛆分的离子型鉴定如上述红外定性分析对此不够确切.因而本实验又对分离后的各个组分进行了离子型鉴定:对于=..亚甲基蓝法‘一).硫氰酸钴法()对于亚甲基蓝法(一)硫氰酸钴法()对于=亚甲基蓝法(一)硫氰酸钴法().以上实验结果表明样品中大部分为非离子型而与=样品同时表现为非离子型与阴离子型结合上述元素分析认为样品含P.而且朗与所占比例与离子交换法中离子部分的重量分布一致故推测二组份为聚氧乙烯醚类磷酸酯盐或聚醚磷酸酯盐.因=和在洗脱顺序上不同.根据洗脱的先后.可能为聚醚链段或聚氧乙烯链段较长的磷酸酯盐...分离蛆分的核磁分析为了进一步确定聚磷酸酯的结构对和进行了HNMR分析.图和图分别为和的核磁谱图表为图中各个吸收峰的归属.由于二者的棱磁谱图中=.~.的甲基吸收峰经放大为清晰的三重分裂峰符合(n)原则因此可确定二者都只有一个端甲基烷基结构上无支链.以该端甲基的积分强度为基准可计算出聚磷酸酯盐的结构为:一(B/)/(/)P=((D一)/')/(/)日一t/A注:^.c.D分别为表l中不同化学位移下的吸收峰的积分强度.以聚醚磷酸酯盐的端甲基为基准举例计算其烷基中的亚甲基链长为:一‘./)/(./)一总链长为:=环氧乙烷加成数:一‘(..)/)/(./)一.o化’鲁转/plrm图l组分的’HNMR谱图化学移ppm图组分的HNMR谱圈表和组分的HNMR谱圈分析化学位移/ppmo’^)。rc)(D)积丹强度.S.=积舟强度{.n...吸收峰归属c}{c(HlHl,,CH’Hm注:带*原子表示滚吸收峰为此原子的嗳收峰维普资讯http:wwwcqvipcom天津工业大学学报年t月环氧丙烷加成数:一l./..:一户一.gl:一户一.g一.经以上计算可以认为:和均为正构醇的聚醚磷酸酯盐其中为辛醇聚醚磷酸酯盐烷基计算为c。醇可能是c与c。。的混合醇.的聚醚链段小于亲水性更强而且烷基链短因而在经典吸附柱分离时洗脱顺序在后.结论()样品中包含两个聚醚磷酸酯盐为聚醚磷酸酯盐而为。与c。聚醚磷酸酯盐.()实验中经典吸附柱色谱对油剂中的聚醚磷酸酯分离的效果较好而且成功地使样品中所含两个聚醚磷酸酯盐得到了很好的分离笔者还曾经用经典吸附柱色谱法对含有聚氧乙烯醚硫酸盐的样品进行的分离效果也很好这样利用经典吸附柱色谱分离样品解决了传统的离子交换法洗脱率低、对多个阴离子组分无法分离的缺陷.但经典柱分离对烷基磷酸酯、烷(上接第页)台浆的浆膜用YG测厚仪测定浆膜厚度在YG型电子单纱强力机上测定断裂强度和断裂伸长用Y型织物耐磨仪测定浆膜的磨耗.其结果参见表.寰混台浆膜的断裂强度和断裂伸长率基硫酸盐以及阴离子组分>jO的油剂分离是否适用这仍需进一步的研究.()由于聚醚磷酸酯分子中的磷酸酯官能团所占比例较小因此整个分子更多地表现为非离子的特性因而在这种情况下要对样品进行综合分析借助离子型鉴定来确认组分是否为同时具有两种离子型的样品如含P的样品是否是聚醚磷酸酯盐类或聚氧乙烯醚类的磷酸酯盐以此类推含s的样品是否是或聚氧乙烯醚类聚醚或聚氧乙烯醚硫酸盐类等.()’HNMR谱图对于羽离子组分的结构分析十分有利通过一..附近的端甲基的分裂情况可判断烷基链是否具有支链结构从而可计算出整个分子的结构.参考文赫:宿其.醇醚磷酸酯台成工艺研究CA.全国工业表面活性剂技术协作组工业表面活性剂技术经济文集c:.大连:太连出板社.任华明李德绵实用化学纤维油剂M:.北京中国纺织出版社...::解如阜高世伟.纺织助剂实用分析M.北京:纺织工业出版社.j结论固体丙烯浆料NS系采用快速节能的瞬时聚合工艺制备而成该工艺具有生产效率高、能耗低、生产成本低等优点.固体丙烯浆料NS的浆液和浆膜性能与国内外大多数丙烯浆料基本相近仅是对涤棉粗纱的粘附性有待进一步改进.参考文赫注:混合浆膜按变性淀粉:PVANs装料=::f质量比)制周永元.浆料化学与物理M.北京:纺织工业出版社备...由表可知NS混合浆膜的断裂强度比KT混台浆膜的高断裂伸长率低于KT混合浆膜耐磨性与KT混合浆膜相近因此作为辅助浆料能满足各种经纱上浆的要求.Ez(日)太森英三功能性雨烯酸树酯M北京:化学工业出版社..林尚安.高分子化学M.北京:科学出版社..:张晓东.固体丙烯酸浆料的台成与性能J:.纺织学报.(:.维普资讯http:wwwcqvipcom

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