1前言
羟值是衡量非离子表面活性剂中羟基含量的重要指标,定义为中和 1g 试样中的羟基所消耗的氢氧化钾毫克数。羟值直接影响表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB 值)、反应活性及产品性能,是生产控制、质量检验和研发应用中的关键参数。
本方案依据《GB/T 7383-2020 非离子表面活性剂 羟值的测定》,提供邻苯二甲酸酐法(方法 A,仲裁法)测定方法。电位滴定法(基于方法 A/B)自动化程度高、终点判断准确,适用于脂肪族和脂环族聚烷氧基化合物(如脂肪醇、烷基酚、脂肪酸的环氧乙烷/环氧丙烷加成物)中羟值的批量检测。
2仪器与试剂
2.1 仪器
优云谱电位滴定仪(配 pH 复合电极);分析天平(精确至 0.001g);碱式滴定管(50 mL);磨口平底烧瓶(250 mL,具锥形磨口玻璃接头);空气冷凝管(有效长度≥600mm);25 mL 单刻度移液管;恒温油浴或加热装置;电磁搅拌器
图1电位滴定仪
2.2 试剂
吡啶:沸点 114℃~116℃,色度≤110 Hazen 单位(Pt-Co 色号)。
邻苯二甲酸酐:纯度≥99.5%,熔点 130℃~132℃。
氢氧化钠标准滴定溶液:c(NaOH)=0.5 mol/L,按 GB/T 601 配制。酚酞指示剂:1g 酚酞溶于 100 mL 吡啶中。
不含二氧化碳的水。
3实验方法
3.1 试样制备
按 GB/T 6372 规定制备和贮存样品。根据 GB/T 11275 测定样品含水量。若样品中存在游离环氧乙烷(浓度>0.5%),需在低温真空蒸馏除去。样品若含游离酸或碱,需按 GB/T 6365 测定酸值或碱值进行校正。
3.2 邻苯二甲酸酐法(仲裁法)
3.2.1 原理
在吡啶溶液中,邻苯二甲酸酐与羟基酯化,水解过量酐后,用氢氧化钠标准溶液滴定生成的邻苯二甲酸。
3.2.2 试样称量
将试样按以下计算量称入预先称量的干燥烧瓶中(精确至 0.001g)当含水量(质量分数)小于 1%,按下式估计羟值 I(OH)
m₀= 365 / I(OH).
若含水量(质量分数)大于 1%,小于 40%,需调整称样量。
图2样品称量过程展示图
3.2.3 酯化
移取 25.0 mL 邻苯二甲酸酐吡啶溶液加入含有试样的烧瓶中,将预先用吡啶淋洗过的冷凝管与烧瓶连接,缓慢回流 1h(113℃~117℃),冷却。
图3样品酯化及滴定过程
3.2.4 水解与滴定
用吡啶淋洗冷凝管,加入 50.0 mL 氢氧化钠标准溶液及 4~5 滴酚酞指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至粉红色(维持 15 s 不褪)。同时做空白试验。
图4空白实验滴定曲线
3.3 电位滴定仪参数设置
4结果与讨论
4.1 计算公式(方法 A/B)
试样的羟值 I(OH)按下式计算
I(OH)= (V₀ − V₁) × c × 56.10 / m + X
其中:I(OH) --- 羟值,mg KOH/g;
V₀ --- 空白试样耗用氢氧化钠标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);V₁ --- 试样消耗 NaOH 体积,mL;
c --- 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);m --- 试样质量,单位为克 g;
56.10 --- 氢氧化钾的相对分子质量;
X --- 试样的正酸值或负碱值(若≤0.3 可忽略)。
4.2 测试结果
图5羟值滴定曲线图
4.3 方法精密度
4.3.1 重复性
本方法的相对偏差应小于 1.5%,测定结果按 GB/T 8170 的规定进行。
4.3.2 再现性
表 1 中数值是在 21 个实验室里取得的,每个实验室里有一个分析人员至少给出两个结果。
5结论
本方案提供了基于 GB/T 7383-2020 的非离子表面活性剂羟值完整检测方案。仲裁法精度高、可靠性强;本电位滴定仪,可满足研发、质检及生产控制的多层次需求。
6参考文献
[1] GB/T 7383-2020 非离子表面活性剂 羟值的测定[S].
[2] GB/T 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备[S].
[3] GB/T 6365 表面活性剂 游离碱度或游离酸度的测定[S].
[4] GB/T 29858 分子光谱多元校正定量分析通则[S].
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