氯乙烯單體的質(zhì)量分析

潘宇婷

（中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司質(zhì)量管理部，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750336）

氯乙烯是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，用途非常廣泛。目前氯乙烯單體生產(chǎn)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，難免會含有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不但會影響后期產(chǎn)品的質(zhì)量，而且會破壞生產(chǎn)設(shè)備，造成不必要的損失。所以，對氯乙烯中雜質(zhì)含量的分析在生產(chǎn)過程中就顯得十分重要。通過對氯乙烯單體中各種雜質(zhì)的分析，能夠很好的指導(dǎo)聚氯乙烯樹脂和聚氯乙烯糊用樹脂的生產(chǎn)，提高對氯乙烯單體的利用率，提升生產(chǎn)水平。

1 試樣的采取

用兩端帶閥和耐壓裝置的鋼瓶進(jìn)行取樣，取樣口應(yīng)設(shè)計回路，避免取樣過程中造成取樣人員中毒及污染環(huán)境。取樣時打開進(jìn)口閥和出口閥，待鋼瓶和管路內(nèi)充分置換后，關(guān)閉出口閥，等待幾分鐘后關(guān)閉進(jìn)口閥，取下鋼瓶。

2 實驗部分

2.1 水分的測定

（1）試劑和溶液。庫倫法卡氏試劑陽極液。

（2）儀器。卡爾費休水分測定儀:C30S；電子天平:精度 0.01 g，量程 3 000 g。

（3）測定步驟。打開儀器預(yù)熱30 min，鋼瓶安裝進(jìn)樣針頭后擦拭干凈并試漏，稱量鋼瓶質(zhì)量m1，插入儀器進(jìn)樣口中通氯乙烯單體約4 min左右，進(jìn)樣量3～5 g（進(jìn)樣速度連續(xù)冒泡即可），取出進(jìn)樣針并稱重m2。把通入的單體質(zhì)量（m1-m2）輸入儀器。儀器顯示水分含量。

（4）結(jié)果。氯乙烯單體中水分含量的測定結(jié)果見表1。

表1 氯乙烯單體中水分含量的測定結(jié)果

從表1可以看出，氯乙烯單體質(zhì)量在3.0～4.0 g，水分含量比較穩(wěn)定，水分含量的算術(shù)平均偏差為9.9，比較小，精密度較高。剔除異常數(shù)據(jù)樣品編號4，氯乙烯單體質(zhì)量平均值為3.87 g，水分含量平均值為 682.2 μg/g。

2.2 不揮發(fā)分、酸度的測定

（1）試劑和溶液。NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液0.01 mol/L；HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液0.01 mol/L；酚酞指示劑10 g/L。

（2）儀器。電子天平:精度0.1 mg；氣體吸收瓶；一般實驗室儀器。

（3）測定步驟。將10 mL 0.01 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液（作為吸收液）分別裝入2個氣體吸收瓶中，用乳膠管把帶橡膠塞（帶有進(jìn)氣和出氣孔）的預(yù)先恒重的三角瓶（質(zhì)量為m1）和2個氣體吸收瓶分別連接起來，稱量帶有進(jìn)樣針的鋼瓶質(zhì)量m2，將進(jìn)樣針插入三角瓶進(jìn)氣孔一端，盡量靠近三角瓶底部，打開鋼瓶的閥門，通30 min氯乙烯單體，進(jìn)樣量約30～40 g（進(jìn)樣速度連續(xù)冒泡即可），稱量通氯乙烯單體后鋼瓶質(zhì)量m3。吸收完畢后，取下橡膠塞，將三角瓶放在干燥器中3 h后并恒重，直至前后兩次質(zhì)量差不超過0.001 0 g，稱量質(zhì)量m4。收集2個氣體吸收瓶中的溶液到三角瓶中，加入酚酞指示劑，用0.010 0 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至略顯微粉色或無色即為終點。

（4）結(jié)果表示和計算

酸度（以HCl含量表示）按下式計算:

式中:V—消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

C—氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的量濃度，mol/L；

0.036 46—每毫升氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜柠}酸的質(zhì)量，g。

不揮發(fā)分（X）按下式計算:

（5）結(jié)果。氯乙烯單體中不揮發(fā)分、酸度的測定結(jié)果，見表2。

表2 氯乙烯單體中不揮發(fā)分、酸度的測定結(jié)果

從表2可以看出，氯乙烯單體質(zhì)量在30～40 g，不揮發(fā)分和酸度比較穩(wěn)定，不揮發(fā)分和酸度的算術(shù)平均偏差分別為0.30、0.16，比較小，精密度較高。剔除異常數(shù)據(jù)樣品編號3和4，氯乙烯單體質(zhì)量平均值為34.99 g，不揮發(fā)分平均值為50.88 μg/g，酸度平均值為 21.10 μg/g。

2.3 鐵含量的測定

（1）溶液和試劑。鄰菲羅啉溶液1.2 g/L；鹽酸羥胺溶液10%；乙酸銨溶液22%；鹽酸溶液2 mol/L；抗壞血酸溶液20 g/L；鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL含0.1 mg鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液；鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL含0.01 mg鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液。

（2）儀器和設(shè)備:分光光度計。

（3）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。分別吸取1mL含0.01mg鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 于 6 只 50 mL比色管中，加水至約25 mL，分別加5 mL鹽酸溶液、1 mL鹽酸羥胺溶液、5 mL乙酸銨溶液、2 mL鄰菲羅啉溶液，稀釋至刻度、搖勻。靜置10 min，于510 nm處，用1 cm比色皿，以試劑空白作參比，測其吸光度，以吸光度為橫坐標(biāo)，鐵離子含量為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（4）樣品的測定。將測定完不揮發(fā)分的三角瓶用蒸餾水沖洗三四次于50 mL比色管中，加5 mL鹽酸溶液、1 mL鹽酸羥胺溶液，加熱煮沸20 min。冷卻后再加入5 mL乙酸銨溶液、2 mL鄰菲羅啉溶液，稀釋至刻度，搖勻。靜置10min，于510nm處，以1cm比色皿，以試劑空白作參比，測其吸光度。

（5）分析結(jié)果的計算

樣品鐵含量，按下式計算:

式中:m—從標(biāo)準(zhǔn)曲線查出相應(yīng)鐵離子的量，mg。

（6）結(jié)果。氯乙烯單體中鐵含量的測定結(jié)果見表3。

表3 氯乙烯單體中鐵含量的測定結(jié)果

從表3可以看出，氯乙烯單體質(zhì)量在30～40 g，鐵含量比較穩(wěn)定。剔除異常數(shù)據(jù)樣品編號3和4，氯乙烯單體質(zhì)量平均值為34.99 g，鐵含量平均值為0.031 μg/g。

2.4 乙炔、1，1—二氯乙烷、乙醛的測定

2.4.1 方法原理

取一定量的氯乙烯單體試樣注入氣相色譜儀，經(jīng)色譜柱分離，檢測乙炔、1，1—二氯乙烷、乙醛的峰值，通過與乙炔、1，1—二氯乙烷、乙醛標(biāo)準(zhǔn)峰值比較，確定其含量。

2.4.2 試劑和溶液

標(biāo)準(zhǔn)氣:與測定樣品中組分含量相當(dāng)；氮氣:純度大于99.999%；氫氣:高純氫（氫氣泵）；空氣:無油（空氣泵）。

2.4.3 儀器和設(shè)備

氣相色譜儀:安捷倫7 820 A，帶氫火焰離子化檢測器（FID）。色譜柱:30 m×530 um的GS-Q毛細(xì)管柱。注射器:1 mL、100 mL。

2.4.4 操作條件

進(jìn)樣口溫度:150℃；檢測器溫度:300℃；氮氣流速:8 mL/min；氫氣流速:40 mL/min；空氣流速:400 mL/min。

2.4.5 程序升溫步驟（見圖1）

圖1 程序升溫步驟

2.4.6 乙炔、1，1-二氯乙烷、乙醛標(biāo)定

選擇與樣品測定相同色譜條件及進(jìn)氣量，用標(biāo)準(zhǔn)氣對乙炔、1，1-二氯乙烷、乙醛的出峰時間、含量大小進(jìn)行標(biāo)定，由色譜工作站記錄標(biāo)準(zhǔn)氣中各組分出峰時間和含量。

2.4.7 測定步驟

（1）按規(guī)定條件調(diào)整好儀器，待基線穩(wěn)定后，開始取樣。

（2）取下鋼瓶上的進(jìn)樣針，用100 mL注射器對準(zhǔn)鋼瓶出口，擰開閥門，氯乙烯單體排出，用樣品氣推排注射器兩三次后進(jìn)行取樣，取樣完成后立即蓋上注射器膠冒。

（3）用1 mL注射器從100 mL注射器膠冒處取樣，用樣品氣推排注射器兩三次后，取1 mL氯乙烯單體試樣，注入色譜中。氯乙烯單體色譜圖及分析數(shù)據(jù)見圖2和表4，其中:1號峰為乙炔峰；2號峰為氯乙烯單體峰；3號峰為乙醛峰；4號峰為1，1-二氯乙烷峰。

圖2 氯乙烯單體色譜圖

表4 氯乙烯單體色譜分析數(shù)據(jù)

2.4.8 結(jié)果（見表5）

表5 氯乙烯單體中乙炔、乙醛、1,1—二氯乙烷的測定結(jié)果10-6

4 結(jié)語

本文氯乙烯單體的全分析方法簡便可靠，對氯乙烯的生產(chǎn)提供了幫助，對氯乙烯單體的使用具有一定的指導(dǎo)意義。