溴化氢-冰乙酸法测定环氧当量3

    环氧当量(环氧值)是环氧树脂类胶粘剂、灌封料、复合材料等使用和质量控制的一项十分重要的指标(环氧当量=100/环氧值),因而长期以来受到广泛关注并开展了大量研究,形成多种化学分析方法。这些方法主要基于卤化氢、硫代硫酸盐(酯)和硫醇类能与环氧基进行计量的加成反应或进行离子化反应而用于环氧化合物分析。1984年以来许多进口的环氧材料要求采用一种“溴化氢-冰乙酸非水滴定法”进行质量控制。这种方法比国内长期普遍采用的盐酸一丙酮返滴定法快速、准确、灵敏,不仅能测定常用环氧树脂且适用于有填料或深色环氧材料的快速测定。与盐酸丙酮法相比,检测时间短、终点易判定、数据更准确集中、适用范围广。

    三、结果与讨论
    1、标准滴定液的制备
    上述3种方法均能制得HBr-HOAc 0.1mol/L标准滴定液,采用冰乙酸吸收无水溴化氢气体的方法可以制得浓度较高(33%HBr-HOAc)的试剂,是国外采用的主要方法。酸酐水解法操作简便、原料国内易得,且无副产物后处理的麻烦,试剂制备一步到位,在试验室内使用比较理想。

    (1)试剂合成温度的影响
    考虑到乙酸酐水解速度可能较慢,试制滴定剂时根据Arrhenius公式,用了水浴加热加速反应,反应完成后静置的制备条件。为了分析温度对反应程度的影响,定时取样标定,其测试结果如表1所示。
                                 表1 温度对制备HBr-HOAc标准滴定液的影晌

条件

常温6h

常温24h

402h

602h

802h

溶液浓度/(mol・L-1)

0.1580

0.1557

0.1540

0.1493

0.1430

0.1580

0.1553

0.1550

0.1520

0.1461

平均值/(mol・L-1)

0.1584

0.1555

0.1545

0.1506

0.1446

与理论值偏差/%

-5.1

-8.8

-9.4

-11.7

-15.2

    表1结果表明:随着制备温度升高、浓度下降,这主要是因HBr挥发与氧化量增加所致(结果均为负偏差)。实际上,即使在室温条件下因放热加速了反应进程,试剂在室温24h后反应趋于完成(与室温6h结果相近)。故企标采用了室温制备条件。

    (2)不同温度制备试剂的检测情况见表2。
                              表2 不同温度制备的HBr-HOAc标准滴定液对环氧样品的测试结果

环氧样品批号

不同试剂测试结果

常温(自制)

40℃,2h(自制)

ΔEE

EE平均(进口)

EPON815AEHJ007

176

172

4.0

177

EPON8159958

177

160

7.0

179

EPON87103ES

481

455

26.0

485

E-51/EP01441 90923#

191

187

4.0

191

    从表2可以看出:随着温度升高,因挥发和氧化作用浓度下降,产生负偏差;随着制备试剂温度升高,测试结果与进口试剂测试结果相比,分散性增大;从室温6h和24h试剂的数据对比可以看出,随着试剂制备反应时间延长,反应更趋于完全。