ГОСТ 19920.2-74 Стереоретті бутадиенді синтетикалық каучуктер. Микроструктураны анықтау әдісі

Мақсаты, түрлері және каучуктерді қолдану

ГОСТ 19920.2-74 мыналарға қолданылады: бутадиенді стереореттелген синтетикалық каучуктер және олардың микроструктурасын анықтау әдісін белгілейді.

Әдістің мәні каучуктың полимерлік тізбектерінің микроструктурасы компоненттерінің құрамын инфрақызыл спектроскопия арқылы анықтауда жатыр.

Әдістің мәні

Каучуктың микроструктурасы буындардың үш түрінің құрамы бойынша бағаланады:

• цис-1,4-буындары;
• транс-1,4-буындары;
• 1,2-буындары.

Ол үшін каучук ерітіндісінің инфрақызыл спектрін жазады және аналитикалық жұтылу жолақтарының оптикалық тығыздығын мына аймақтарда өлшейді:

• 740–720 см⁻¹ — цис-1,4-буындары үшін;
• 910 см⁻¹ — 1,2-буындары үшін;
• 967 см⁻¹ — транс-1,4-буындары үшін.

Аппаратура, материалдар және реактивтер

Микроструктураны анықтау үшін мыналар қолданылады:

• екі сәулелі инфрақызыл спектрофотометр;
• бромды калий немесе хлорлы натрий бар кюветалар;
• «Рекорд» типті медициналық шприц, сыйымдылығы 2–5 см³ резеңке тығыздағыштарсыз;
• диаметрі 50–55 мм конустық воронка, № 32–35 жібек торымен;
• сұйықтықтарды шайқауға арналған аппарат;
• вакуумдық термостат;
• бензол;
• күкірткөміртек, айдалған және күкіртқышқылды мыс үстінде кептірілген;
• төртхлорлы көміртек — цис-1,4-буындарының құрамы келесіден жоғары каучуктер үшін рұқсат етіледі: 86 %;
• этил ректификатталған техникалық спирт;
• циклогексан.

Егер цис-1,4-буындарының құрамы жоғары каучуктер үшін күкірткөміртектің орнына төртхлорлы көміртек қолданылса, цис-1,4-буындарының құрамы айырма бойынша анықталады: 100 % минус 1,2- және транс-1,4-буындарының құрамының қосындысы.

Сынаққа дайындау

Үлгілерді тазалау

Шамамен 1 г ұсақ туралған каучукті, ГОСТ 27109-86 4.3-тармағы бойынша дайындалған біріктірілген сынамасынан алынған, сыйымдылығы 100 см³ конусты колбаға салып, 50 см³ бензолда в течение 22–24 сағ бойы. Ерітуді жеделдету үшін шайқау аппаратын пайдалануға рұқсат етіледі, уақытты 4–5 сағ-қа дейін қысқарта отырып.

Ерітіндіні жібек торлы воронка арқылы сүзеді. Антиоксиданттарды, катализатор қалдықтарын, майларды және басқа қоспаларды кетіру үшін каучукті қайта тұнбаға түсіреді.

Каучукті қайта тұнбаға түсіру

1. Сыйымдылығы 250 см³ стақанға 120–150 см³ этил спирті құйылады.
2. Сүзілген каучук ерітіндісін шыны таяқшамен үздіксіз араластыра отырып, аз порциялармен қосады.
3. Таза каучук тұнбаға түскеннен кейін спиртті төгеді.
4. Тұнбаны 50 см³ спиртпен жуады.
5. Каучукті ұсақ турап, сағат шынысына салады және вакуумды термостатта 60 °C в течение 2–3 сағ бойы кептіреді.

Үлгілер ерітінділерін дайындау

Дайындайды 20 см³ сыналатын және бақылау каучуктерінің сероуглеродтағы ерітінділерін:

• цис-1,4-полибутадиен каучугі — 2 %-дық массалық концентрацияда;
• транс-1,4- және 1,2-полибутадиендер — 0,7 %-дық концентрацияда.

Ол үшін есептелген мөлшердегі ұсақ туралған қайта тұнбаға түсірілген каучукті 20 см³ сероуглеродта ерітеді. Толық ерімеген жағдайда концентрация есебіне ГОСТ 19920.3-74 бойынша анықталған каучуктің ерігіштігіне түзету енгізіледі.

Бақылау заттары

Бақылау заттары ретінде тиісті құрылымдық буындардан құрылған полимерлер пайдаланылады, мысалы:

• транс-полибутадиен транс-1,4-буындардың 100 %-дық құрамымен;
• каучук СКВ, құрамында шамамен 85 % 1,2-буындар және 15 % транс-1,4-буындар бар;
• каучук СКД, құрамында 90–97 % цис-1,4-буындар бар.

Сондай-ақ төмен молекулалық модельдік қосылыстар жиынтығын пайдалануға рұқсат етіледі, мысалы:

• гексен-1;
• децен-1;
• транс-2-гептен;
• транс-2-децен;
• цис-4-октен.

Сынақты жүргізу

Каучуктің алынған ерітіндісімен шприц көмегімен кюветаны толтырып, оны спектрометрдің өлшеу арнасына орналастырады. Салыстыру арнасына сол қалыңдықтағы, күкіртті көміртекпен толтырылған кювета орнатылады.

Кюветалардың қалыңдығы аналитикалық жолақтардың оңтайлы өткізу қабілетіне 30–70 % қол жеткізетіндей етіп таңдалады.

ИКС-22 типті құралда сыналатын үлгінің спектрі 660–1060 см⁻¹ аймағында кемінде үш рет.

Аналитикалық жолақтар

740–720 см−1 жолағын түсіндіру ерекшеліктері

Цис-1,4-буындардың құрамын анықтау үшін жолақ максимумының ығысуы ескеріледі:

• цис-1,4-буындардың құрамы шамамен 95 % болғанда максимум 740 см⁻¹;
• цис-1,4-буындардың құрамы 5 % дейін төмендегенде максимум 724 см⁻¹.

Оптикалық тығыздықты анықтау

Жұту жолақтарының оптикалық тығыздықтары жұту минимумы нүктелері арқылы жүргізілген негізгі сызықтардан есептеледі. Транс-1,4-буындардың мөлшері аз болған кезде фон мына әдіс бойынша жүргізіледі модификацияланған негізгі сызық:

1. спектр арқылы екі жанама жүргізіледі — қарастырылып отырған учаскеге және өлшенетін жолақтың екі жағындағы өткізу максимумы арқылы;
2. жұту шамаларын алады D₁ және D₂;
3. орташа мәнін есептейді D₀.

Нәтижелерді өңдеу

Мөлшері 1,2-, транс-1,4- және цис-1,4-буындарының пайызбен сәйкес жұту жолақтарының оптикалық тығыздығы бойынша стандарт формулаларымен есептеледі.

Есептеулерде мыналар ескеріледі:

• кезіндегі жолақтардың оптикалық тығыздығы 910, 967 және 740 см⁻¹;
• кюветаның қалыңдығын;
• ерітіндінің концентрациясын;
• шартты түрде қабылданған қанықпағандықты;
• сәйкес жолақтар үшін жұту коэффициенттерін.

Жұту коэффициенттері

Жұту коэффициенттері бақылау заттарының ұқсас сынақтарының нәтижелері бойынша анықталады. Рұқсат етіледі:

• для транс-1,4-буындары және 1,2-буындары үшін еріткіш ретінде қолдану төртхлорлы көміртек;
• для цис-1,4-буындары үшін қолдану циклогексан.

Әдістің дәлдігі

Әдістің негізгі параметрлері

Сілтемелік нормативтік құжаттар