聚苯醚端羥基含量定量分析方法新思路

王海軍 張洪波 徐菁（藍星（北京）特種纖維技術研發中心有限公司 北京 101318）

聚苯醚(聚2,6-二甲基-1,4苯醚)，簡稱PPO，是一種優良的熱塑性工程塑料。具備良好的機械性能、熱性能和電性能，但其熔融溫度高、粘度大、熱塑成形性差和耐有機溶劑差的缺點，這限制其應用范圍。現在通常都對聚苯醚進行改性，改性后的PPO稱為MPPO。完全克服聚苯醚性能上的缺點，擴大其應用范圍。聚苯醚改性方法分物理和化學改性，而物理改性包括填充改性、共混改性。化學改性包括端基改性、主鏈改性，再分配反應改性等。其中聚苯醚端基改性是將聚苯醚的端羥基進行酰化反應，使端羥基轉變成-OCOCH3。防止端羥基被氧化，防止聚苯醚在長期高溫貯存下會變色。同時也提高聚苯醚的抗氧化性和熱穩定性能。但隨著PPO合金研究開發的發展，發現可通過端基改性，在聚苯醚的端基上引入帶有反應活性的小分子化合物，作為PPO合金的相容劑 。例如用偏苯三酸酐酰氯(TACC)與聚苯醚反應，生成PPO-TACC，它作為PPO／PA 66體系的相容劑起到了較好的增容效果，同時PPO／PA 66合金具有不易變色、尺寸穩定、耐溶劑性好等優點。還有利用氰脲酰氯與縮水甘油反應，得2-氯-4，6-二環氧甘油-I，3，5-三嗪(DGCC)，再與PPO 反應制得PPO-DGCC，作為PPO／PA合金的相容劑，可提高兩相的界面粘接力，細化分散相，增加相容性。

因此聚苯醚作為線型大分子物，其鏈端基，酚羥基，作為化學端基改性的基礎，其含量的多少是十分重要的，同時也直觀反映出聚苯醚分子量的大小。而且聚苯醚的酚羥基作為活性基團，是聚苯醚在熔融擠出過程中導致顏色變深的不穩定因素，但是也是與其它化學結構進行反應改性的活性點。因此，對聚苯醚端羥基含量的測定就顯得非常重要。由于聚苯醚不溶于水和醇類，采用通常的核磁分析方法進行檢測，不僅費時而且費用較高，需要花費精力用于解核磁磁譜，很難快速的測定其酚羥基的含量，但是本文簡述了通過簡單的轉換就能夠直接采用常規的酸堿滴定法進行滴定，而且滴定過程操作簡單，快捷，準確。

一、實驗部分

1.實驗儀器和藥品

（1）儀器設備：電子分析天平；磁力攪拌器；三角瓶；移液管；量筒；移液管；滴定管等。

（2）原料及藥品：聚苯醚 自制合成不同分子量；4-甲氧基苯甲酰氯 分析純；氯仿 分析純，酚酞 試劑級，氫氧化鉀標準液自配。

2.實驗步驟及方法

（1）實驗原理：聚苯醚中的酚羥基含量隨著其分子量和化學總成不同而不同的，聚苯醚既不溶于水也不溶于醇類，很難采用常規的酸堿滴定進行滴定。因此本方法是利用聚苯醚中的酚羥基與4-甲氧基苯甲酰氯進行反應，生成HCL,再利用標準的氫氧化鉀水溶液來滴定反應生成的HCL，從而計算出聚苯醚樣品中的酚羥基含量。這種方法所需實驗儀器簡單，操作簡便快捷，測量精度準確。

（2）實驗步驟：將定量聚苯醚樣品倒入三角瓶中，并加入氯仿,攪拌至全部溶解，然后加入反應試劑4-甲氧基苯甲酰氯，在60℃加熱回流30m in,冷卻到室溫將定量去離子水倒入三角瓶中繼續攪拌10m in,為了保證測量數值的準確性，需要從冷凝管頂部加入適當去離子水沖洗凝結在冷凝管壁的液體，使其流回到三角瓶中，移除冷凝管。邊攪拌邊滴入數滴酚酞指示液,然后利用氫氧化鉀標準水溶液進行滴定,至粉紅色保持30s不褪色即為終點。重復上述步驟進行不加聚苯醚的空白實驗。

（3）聚苯醚酚羥基含量的測定

根據以上是實驗步驟，采用多次測量取平均值的方法。并按照下式計算聚苯醚中酚羥基的含量：

W=56.10*(V0-V)*C/M

其中:W：酚羥基值，mgKOH/g；

V：樣品滴定時KOH標準液的用量，m l；

V0：空白滴定時KOH標準液的用量，m l；

C：KOH標準液的濃度，mol/L

M：聚苯醚樣品的質量，g

56.10：為KOH 的分子量，g/mol。

二、結果和討論

對自制的不同分子量聚苯醚樣品進行酚羥基滴定測試，其結果為：

樣品編號 1 2 3 4 5樣品分子量18136 12435 5222 1283 864滴定計算值（mgKOH/g）3.8、3.9、3.7 7.8、7.5、6.3 15.4、14.6、18.2 29.6、27.5、30.1 71.5、70.9、71.3平均值（mgKOH/g）3.8 7.2 16.1 29.0 71.2

從結果可以看出不同分子量的聚苯醚，其端羥基含量的測定結果穩定，偏差范圍小。隨著分子量的降低聚苯醚中的酚羥基含量逐漸增大，從側面也準確的顯示了聚苯醚分子量和酚羥基的關系。

結論

1.采用4-甲氧基苯甲酰氯作為反應劑，采用標準氫氧化鉀水溶液進行滴定是可行，準確率高。方便快捷。

2.聚苯醚的端基，酚羥基，是可以直接反應聚苯醚分子量的大小。

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