氟树脂涂料中氟含量测定方法的探讨

gaosinco · 发表于 2008-8-31 16:37:22

氟树脂涂料中氟含量测定方法的探讨

由于氟树脂中氟碳键的存在和独有的氟化学特性，使得氟涂料具有优异的性能。耐候性，耐腐蚀性，保光、保色性，耐沾污性等都优于其他类型的涂料。
氟树脂涂料中氟树脂的含量及氟的多少与涂料的性能密切相关。用户在选用氟树脂涂料之前，首先要了解氟树脂涂料中氟树脂的类型及氟的含量。
目前，国内还没有统一的氟树脂涂料中氟含量的检测标准。
氟树脂涂料中氟的测定，归根结底是测定氟树脂中的氟含量，首先必须将氟树脂从涂料中分离出来，经干燥，分解，把树脂中的氟转化为氟离子才能进行测量。
样品的分解有许多方法，我们采用简单易行的氧气瓶燃烧法[1]。氟离子检测有许多方法，氟离子选择电极法是中华人民共和国化工行业标准 HG/T3792-2005-交联型氟树脂涂料采用的方法。但在实际应用中发现，每次测量前都要测定电极的斜率，电位平衡时间长，测量周期太长。我们采用硝酸镧滴定法测定树脂中的氟含量进行了大量的实验，三年的实际应用也证明了该方法简单、省时、准确稳定，不需要特殊的设备。
1　实验部分
1.1　实验原理
将待测涂料用混合溶剂稀释后，在高速离心机中离心，使颜料与树脂分离，通过测定树脂中的氟含量来计算涂料中的氟含量。
称取适量干树脂样品，用氧气瓶燃烧法分解，用水吸收，在80% 丙酮介质中，以苏木精为指示剂，用硝酸镧标准溶液滴定，溶液由黄变紫红色为终点，反应如式1。
1.2　试剂和仪器
1.2.1　试剂
硝酸镧标准溶液：c[1/3La(NO3)3]=0.1mol/L，用 NaF(分析纯)标定，国药集团化学试剂有限公司；高氯酸溶液：c(HClO4)=2mol/L，天津化学试剂厂；丙酮：分析纯；鞍山智奥化学试剂研究所；乌洛托品(六次甲基四铵)：分析纯，沈阳新兴试剂厂；苏木精指示液：2.5g/L，用乙醇配制，配制后需放置24h 后使用，中国医药(集团)上海化学试剂公司；二甲苯：分析纯，沈阳新兴试剂厂；混合溶剂：二甲苯和丙酮的混合溶液[V(二甲苯)∶V(丙酮)=1∶1]。
1.2.2　仪器
离心机：3000～15000r/min；离心试管：圆底，不锈钢或玻璃制，容量50mL；50mL石英燃烧瓶；3mL微量滴定管，分度值0.01mL；恒温水浴；电子分析天平：分度值0.1mg；量筒：50mL。
1.3　测试涂料中溶剂可溶物的质量
称取约10g待测样品，记为m1，精确至0.0001g，于50mL离心管内，加入混合溶剂20mL，用玻璃棒充分搅匀，然后用约10mL混合溶剂冲洗玻璃棒，再加混合溶剂到离心管的4/5处，为防止溶剂蒸发，用软木塞将离心管口塞住，放入离心机内，在转速3000～5000r/min 下分离20～30min，使颜填料沉降，将上层清液转移至已恒质量的蒸发皿中，重复上述操作三次，使涂料中的氟树脂全部提取出来。先在水浴上将大部分溶剂挥发，然后在(140±2)℃烘至恒质量，记为m2。
1.4　测试烘干后的溶剂可溶物中的氟含量
将1.3中烘干后样品粉碎，称取粉碎试样10～18mg，包在滤纸(定量)中，然后夹在铂丝上，在石英燃烧瓶中分解，用5～7mL水作吸收剂，充分摇动，使瓶中烟雾消失，用10mL丙酮冲洗瓶塞与铂丝，滴入1滴高氯酸溶液，置于70℃
恒温水浴中加热5min，摇动1～2次以除去CO2，加1g乌洛托品、20mL丙酮、4滴苏木精指示液，在搅拌下，用硝酸镧标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色为终点，同时做空白实验。
涂料所用氟树脂中氟含量的计算如式2。
式中：
w(f)-烘干后的溶剂可溶物中的氟含量；
C-〔1/3La(NO3)3硝酸镧标准溶液的物质的量浓度，mol/L；
V-滴定样品消耗标准溶液的体积，mL；
V0-滴定空白消耗标准溶液的体积，mL；
m-样品质量，g；
mF-氟的摩尔质量，19.00g/mol
1.4.1　精密度测定
选取一种国产的FEVE 树脂，通过多次样品分析，测得的结果见表1。
表1　一种国产FEVE 涂料中溶剂可溶物中的氟含量
1.5　氟树脂涂料中氟含量的计算(如式3)
式中：
w(F)-涂料中的氟含量；
w(f)-烘干后的溶剂可溶物中的氟含量(氟树脂中的氟含量)；
m2-烘干后的溶剂可溶物的质量，g；
m1-涂料样品的质量，g。
2　结语
2.1　实践证明用该方法测定氟树脂涂料中的氟含量，简单易行，准确可靠，不需要特殊设备。
2.2　氟树脂涂料中氟含量的测定，氟树脂的分离是保证方法准确度的关键，分离不干净或带入颜填料，都会给分析结果带来误差。