doc桐油酸酐中酸值及游离酸酐含量测定方法的研究.docx
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doc桐油酸酐中酸值及游离酸酐含量测定方法的研究
桐油酸酐中酸值及游离酸酐含量测定方法的研究
⑤
弓卜
桐油酸酐中酸值及游离酸酐含量测定方法的研究
桂林工学院应用化学系韦春
机禳部桂林电器科学研究所百—.阜
^摘要
H
'本文研究了吡啶~水回流水解及游离酸萃取分离的方法,测定桐油酸酐(TOA)酸值和
TOA中束反应的游离酸酐含量,同时还研究了不同工艺条件和不同配比对TOA产品指标的影
响,为TOA的生产提供了有效的质量控制方法.
帆扣TO',墼倾'
,,
'
的质量控制提供参考.
刚舌.
桐油酸酐(TOA)是一种粘稠状液体
酸酐,是由桐油与顺丁烯酸酐通过双烯加成
反应(DA反应)而制得.作为环氧树脂的
硬化剂,它具有挥发性低,与环氧树脂的混
溶性好,制造工艺简单,价格低廉等优点,
其环氧硬化物具有良好的韧性和抗冲击性,
电气性能优良,所以在电工绝缘材料中有广
泛的应用.
如TOA环氧绝缘胶,用于大型发电机
的绝缘材料,经过多年的应用实践表明,该
体系可满足电机的绝缘技术要求,应用单机
容量从5万一直发展到30万千瓦,同时在中
低压电机电器中也有广泛的应用.广西具有
十分丰富的桐油资源,利用桐油生产桐油酸
酐是对桐油进行深加工的一条途径,它不仅
可使桐油的价值提高,还可为电气行业提供
性能优良的绝缘材料.
由于桐油是天然植物产品,其品质因产
地和加工方式不同而有差异,因而,在TOA
生产中采用有效的质量控制方法是非常重要
的.目前在TOA生产中是以其酸值做为质
量控制指标,但现有的TOA酸值测定方法
其实测值与理论值差距较大,而且包含有未
反应的游离酸酐,不能很好地说明反应情
况,因而不利于准确的质量控制.
平文从TOA的生产和应用实践出发,
研究了TOA酸值和TOA中未反应的游离酸
酐含量的测定方法,比较了不同工艺条件和
不同配比对TOA产品指标的影响,为TOA
《绝缘材料通讯94№
实验部分
1.主要试剂及原料
桐油(工业级)碘值184giz/lOOg酸
值5.6mgKOH/g
顺丁烯二酸酐(分析纯)含量99.8
mp.53℃毗啶丙酮甲苯C分析
纯)指示剂
2.桐油酸酐的制备
先将桐油加入装有搅拌器,冷凝器和温
度计的三口烧瓶中,加热至65"C,然后再加
顺丁烯二馥酐,顺酐逐步溶解斑桐油中,反
应放热,根据试验的要求,温度控制在90"C,
20X2,160~C等,时间保持为0.5,1,2,
3小时不等.
3.分析和测定
(1)酸值测定
称取试样0.15~0.20g(准确到0.1ing)
于250mi锥形瓶中,加入20mi毗啶,待试
样溶解后再加5m1水,加热回流10分钟,
冷至室温,用0.IN氢氧化钠醇溶液滴定,
以2%酚酞作指示剂,酸值按下式计算t
酸值=mgKOH/g
(2)TOA游离酸酐含量测定
称取试样5~6g(精确到img)于
250ml锥形瓶中,)JII30ml甲苯,待TOA溶
解后再~[125m1蒸馏水,加热回流30分钟冷
至室温,冷凝器用10m1水洗涤,洗液置于
锥形瓶中,将锥形瓶中溶液移入分液漏斗,
31
用2份15mf甲苯和2份l5mI水洗涤锥形
瓶,洗液都移八分渡漏斗,静置分层,将下
层水相放入250mI锥形瓶中,再用水萃取上
层有机相中马来酸,每次20haI,直到中性,
用0.05NNaOH水溶液滴定合并后的水溶
液,以酚酞作指示剂,按下式计算TOA中
游离酸酐百分含量
游离酸酐百分含量=×loo%
结果与讨论
1.T0A酸值的测定
酸值的测定是基于将酐水解成.相应的
酸,然后再用碱标准溶液滴定,由于不同结
构的酸酐受取代基的电子效应及空间位阻的
影响不同,在测定介质中的溶解度不同,因
此所采用的介质体系及测定条件也随之改
变,对于同一个TOA,我们选用不同溶剂,
不同水解条件和不同滴定液来进行酸值测定
比较,结果见表1.
由表1可见,以吡啶加水作溶剂,加热
回流10分钟,~NaOH醇溶液滴定所铡得的
酸值最接近理论值,它表明在此条件下,
TOA的水解基本完全.
为了验证该方法的可靠牲,我们对不同
批号的TOA进行了酸值澍定,结果怩表2.
从表2的平行试验结果可见,该方法的
相对偏差一般不大于2‰测定时,样品量
以0.2~0.3g为宜.
因此,以毗啶和少量水作藩射加热回
流,用氢氧化钠醇溶液滴定的方法适合于
TOA酸值的测定..
表1不同溶荆和不同水解条件下TOA的酸值测定
}萏剂耍甩量l承蔚条件l酸值
丙酮20m1室温放置3Omin130
吡睫2DmL同上135
毗啶20mI+承5m1同上II2
咄啶2Dm1+水5ml室温拽置2hl43
●
丙酮2Oml+水5m1加热坷疽10minI3d
_
呲啶20m1+东5mL同上jlO
毗啶20Dl1出5m1加热回薪【3O皿i2n
表2不同批号TOA~b测定偏差
f
编号f样品量(g)
————————I————,
l0$060
平均相埘偏差
2081
l%
2031.5%
32
一
l墨ⅢⅢ
.
1
一
^
一
r
2.?
OA游离酸酐的测定
TOA中游离酸酐的测定是基于桐油酸
酐和马来酸酐在甲苯和水溶液中溶解度不
同,即分配系数不同来达到分离的目的.
TOA能较好地溶于甲苯,而马来酸酐
则不溶于甲苯,易溶于水,将TOA溶于甲
苯后,加水并加热回流,使未与桐油反应的
酸酐水解成酸,虽然部分桐油酸酐也会被水
解,但它不溶于水,因此用水可以从有机相
中将马来酸酐萃取出来,并用标准NaOH溶
液滴定,一般TOA中游离酸酐含量较低,
样品量取5~6g为宜.
为验证该方法的可靠性,我们取同一
TOA样品,再按其0.2重量精确加入顺丁
烯=酸酐,混合溶解后,再用萃取法测定其
游离酸酐含量,结果见表3.
由表3可见,该方法试验的平行误差较
小,对TOA中游离酸酐的测定是合适的.
3.桐油酸酐的工艺与配方
根据上述酸值,游离酸酐含量的测定方
法,我们考察了不同工艺条件和配比对TOA
上述指标的影响.-
(1)工艺条件的影响
在相同的配比下,我们选用了二种不回
的工艺条件进行比较,所得结果见表4.
由表4可见,工艺
(1)的产品指标与
(2)差别不大,但具有工艺简单的特点
(2)温度和时间的影响
采用上述的工艺
(1),变动反应温度
和时间,结果见表5.
表3游离酸酐含量测定
蝙号样品量(g)辩离散酉F含量平均值相'偏差备注
6.42790.29D
TOA10.2931
628810296
587420.
48420gTOA,扣入颠酐
TOA204880403948g.游离l臣百F
6638含量应为n490
表4不同工艺条件对TOA指标的影响
编号桐油,顺酐l工艺条忤游离酸酐散值mgKOH/g备注
l8:
D.8常温常压03ll96有顺酉F升华
反应完后碱压咏
28:
O.8加甲苯世游剂035l9i
蒋莉,颜色鞋拽
表5温度和时问对TOA.~标的影响
编号温度(℃)时间(h)赫离磕酐古精税值rflgKOH/g备注
TOAs1:
O80.31i90有顺酐升华
●
TOA4150l0151B?
顺葺F升华较多
9o05TOAE01220ll402
9005201TOA日02Ol401
绝缘材料遥讯94№2
从表5中不同反应温度和时问下TOA
酸值和游离酸酐含量结果看,为了获得较高
酸值I~TOA,同时又使TOAqb游离酸酐
含量降低,反应温度和时间以90~C30min.
l40℃2小时为宜.初期温度过高,会增加
I睡酐的升华损失.
(3)配比的影响
采用上述工艺条件,变动TOA的配
比,考察配比对TOA指标的影响,结果见
表6.
从表6结果可见,除配比为3:
07的
酸值较低外,其余的实际TOA酸值基本相
同,表明试桐油与顺酐合适的反应比例为
3:
O.8.
(4)不同桐油对TOA指标的影响
桐油与酸酐反应主要是以桐油酸甘油酯
中的共轭双键与顺酐的双键加成.由于桐油
是天然植物产品,因而其品质(组成和含
量)随产地时间,加工方式不同而有差
异,因而在合成TOA时与顺酐的配比要相
应变动,表7是不同批号的桐油TOA指标的
比较.
从表7游离酸酐含量和酸值比较可见,
桐油B的反应基要比桐油A少(碘值比较也
是如此),因而其与顺酐的合适比例以3:
0.75适宜,因此在TOA合成申'通过游离
酸酐含量的比较,可基本确定与顺酐的适宜
比例
.
结论
l.本文用毗啶一水回流水解的方法测定
TOA酸值结果表明,该方法平行误差小,
表6配比对TOA$~标的影响
桐油{酸酐(莺量比)
T0At8:
O.7
TO^?
3:
08
TO.日8:
09
TOA8:
1o
辨高睦酐古量厦酸值
)A宴际酸值列定酸值一游离馥酐馥值
T0^睦擅
表7不同桐油与TOA$~标的比较
桐油
犏号I碳值
TOA
.日酐
蝙号
6桐油
184——
A}7
I
J1O
桐言由
17611
BI—一
游离睦酐
TOA宴际馥懂
音量{敢值
.
.zi.s199
0.0330.37181
0061067】50
3t
一¨
⑦
影响层压板浸水电阻测量因素的研究
哈尔滨绝缘材料厂姜丽魏延频_2/o6
A摘要率文对层压顿浸水电阻测量时,由千实验室环境厦实验操作手法不同所致测量培果的一些差
异.通过实验我出一些影响浸求电阻测试的因素,同时指出试验方法理解上的差异也是造成澍试
结果偏曲主要原因./
叙词垦望,电阻测量.,童
箭
条件如下;
预热温度120℃预热时间30mln
浸水电阻试验是检验电工用层压制品电热压温度160~5℃热压时间1?
5h
性能的一个重要手段,是电机,电器等机电板材压制完成后,按同一方向裁成规定
设备设计的重要参考依据.目前国内所生产的尺寸后相互混合以消除板材的分散性造成
许多品种的层压板,如环氧酚醛布板,环氧的差异,试样加工按JB,2l41—79标准方法
酚醛玻璃布板,环氧酚醛纸板等都是由于浸进行.测试步骤按GB~130--85进行.
水电阻低而达不到1SO标准,因此测试结果测试仪器为EC43型振动电容式超高阻
的准确性十分重要.层压板授水电阻的测试计
虽然有标准的试验方法和试验设备,并且在2试样预处理环境对试验结果的影响
试验中使用广泛,但由于各种原因的影响使ASTM标准,DIN标准及GB5l3O一85
试验结果难免存在误差.等标准对试祥预处理环境都有明确规定,但
据进行环氧酚醛玻璃布板研究的人员反由于种种条件的限制,许多单位满足不了要
映,板材相同而测试结果偏差较大.这一现求或不按要求做.为了确定环境因素对试验
象使我们意识到试验机虽然经检验合格,但结果舶影响,舞们进行了浸水电阻与环境温
是由于测试环境,测试手法不同导致测试结度及相对湿度关系的实验,试验结果如表
果可能存在较大差异,为搞清这一问题,我1,表2所示.
们选择了同一批环氧酚醛玻璃布板试样进行从表1中可以看到在两个相近温度点内
对比试啦并在试验中注意各种因素对试验试验结果变化不太,'温度变化太时,如l8℃
结果的影响.现将试验情况加以总结以供参与35℃试验结果差异较大.温度越高,试样
考水份挥发得越快,测试结果偏高.由于试验
一
实验部分喜篙耄度变化时对测
1试样的制备殛测试方法和测试仪器从表2中可以看出,湿度对试验的绔果
选取3240环氧酚醛玻璃布板一批,压制影响较大,湿度越太,浸水电阻越低.原因
所得结果与理论值较接近,故对ToA及长
链脂肪酸酐酸值的铡定是合适的.此外,测
定结果表明,采用水解,荦取分离来测定
TOA~,游离酸酐含量也是可行的.
2.通过对TOA中的游离酸酐含量和实
际酸值的比较,有助于选取TOA合成过程
《绝缘材料'通讯94№2
中适宜的配比和工艺条件.
1张志贤
1965.
2唐侍林
参考文献
妾用有机定量分析,上{辱科技出版社;
环氧糟脂,暗尔滨电工学院,19B0.
35
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- doc 桐油 酸酐 酸值 游离 含量 测定 方法 研究