聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定 - 二正丁胺-无水甲苯/盐酸标准滴定

HG/T 2409-2023 聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定

范围
本文件描述了聚氨酯预聚体或中间产物中异氰酸酯基(NCO)含量的两种测定方法：
——方法A：二正丁胺无水甲苯/盐酸标准滴定溶液法；
——方法B：近红外光谱法。
本文件适用于聚氨酯预聚体的生产企业或相关方使用二正丁胺无水甲苯/盐酸标准滴定溶液法和近红外光谱法对产品中的异氰酸酯基(NCO)含量进行测定，也可用于相关单位对该类产品进行研究、质量控制。

术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
异氰酸酯基含量  isocyanate content
聚合多元醇与过量的二异氰酸酯反应生成的聚氨酯预聚体或中间产物中所含的异氰酸酯基的质量分数。

干扰
光气、异氰酸酯中氨基甲酰氯、盐酸和任何其他酸或碱化合物有干扰。这些杂质通常含量较低，对测定结果的影响可以忽略不计。

方法A——二正丁胺-无水甲苯/盐酸标准滴定溶液法
原理
聚氨酯预聚体或中间产物中的异氰酸酯基与过量的二正丁胺在甲苯中反应，反应完成后，过量的二正丁胺用盐酸标准滴定溶液滴定。其反应如下。
异氰酸酯基与二正丁胺反应：

盐酸与二正丁胺反应：


试剂
除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和 GB/T 6682 中规定的三级水。
无水甲苯。
丙酮。
异丙醇。
无水乙醇。
乙醇(95%)。
二正丁胺-无水甲苯溶液：c[(C₄H₉)₂NH]=0.2mol/L或1.0mol/L。
0.2mol/L二正丁胺-无水甲苯溶液的配制：称取6.5g二正丁胺，溶于无水甲苯后，稀释至250mL，混匀。
1.0mol/L二正丁胺-无水甲苯溶液的配制：称取129g 二正丁胺，溶于无水甲苯后，稀释至1L，混匀。
盐酸标准滴定溶液：c(HCl)=0.1mol/L或0.5mol/L。
按 GB/T 601-2016 中4.2的规定进行配制和标定。
溴甲酚绿指示剂：1g/L。
按 GB/T 603-2002 中4.1.4.28的规定进行配制。

仪器设备
分析天平：精度为0.0001g。
具塞锥形瓶：250mL。
滴定杯：100mL、150mL或250mL。
移液管：10mL。
量筒：10mL、100mL。
酸式滴定管：25mL，分度值0.1mL。
电位滴定仪：电极为玻璃银、氯化银复合电极或其他适用电极，其精度不低于0.1mV，滴定管加液误差为±0.03mL。

测定步骤
预估样品中异氰酸酯基含量，根据预估值按表1中的规定称取相应量的样品(精确至0.001g)于具塞锥形瓶或滴定杯中，样品不能沾附在瓶口或杯口。
用量筒或其他合适器具加入10mL无水甲苯，盖上瓶塞或杯盖，缓慢摇匀，使样品溶解。
注：对于难溶试样，可低温加热(≤50°C)或加入10mL丙酮助溶，且在反应过程中仍需振摇。
按表1中的规定，准确移取10mL相应浓度的二正丁胺-无水甲苯溶液于样品溶解的具塞锥形瓶或滴定杯中，盖上瓶塞或杯盖，充分摇匀，室品下静置反应10min。


滴定
显色滴定
在反应完成后的溶液中加入50mL异丙醇，摇匀，再加入4滴～6滴溴甲酚绿指示剂，按表1中的规定，用相应浓度的盐酸标准滴定溶液进行滴定，至溶液刚刚变成黄色且保持30s颜色不褪色时停止滴定，读取消耗标准滴定溶液的体积数，保留至小数点后两位。
注：可使用70mL无水乙醇替代50mL异丙醇。
电位滴定
在反应完成后的溶液中加入30mL异丙醇，将装有待滴定溶液的滴定杯放在电位滴定仪上，用磁力搅拌器搅拌。将电位滴定仪电极浸入溶液，按表1中的规定，用相应浓度的盐酸标准滴定溶液滴定至等当点。
空白
按以上的步骤同时进行空白试验。

结果计算与表示
异氰酸酯基含量(ω_NCO)以异氰酸酯基的质量百分数计，数值以％表示，按公式(1)计算：

式中：
V₀——滴定空白消耗的盐酸标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(mL)；
V ——滴定试样消耗的盐酸标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(mL)；
c  ——盐酸标准滴定溶液的浓度的数值，单位为摩尔每升(mol/L)；
42.02——NCO的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)；
m ——试样的质量的数值，单位为克(g)。
测定结果以两次平行试样测定结果的算术平均值表示，结果保留到小数点后两位。


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