一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)屬于殘焦含量測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法；本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的目的，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種能夠立足于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器設(shè)備，準(zhǔn)確測(cè)定酚醛樹(shù)脂中的殘焦量的一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法；包括以下步驟：步驟一，器具恒重；步驟二，試樣處理；步驟三，樣品灼燒；步驟四，殘量結(jié)果計(jì)算；步驟五，結(jié)果范圍選定；本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)利用微量法，成功建立了測(cè)定酚醛樹(shù)脂中殘焦量的檢測(cè)方法，該方法過(guò)程操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件易于滿(mǎn)足，且精密度良好，測(cè)定范圍廣，達(dá)到了準(zhǔn)確測(cè)定酚醛樹(shù)脂中殘焦量的目的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法
本專(zhuān)利技術(shù)屬于殘焦含量測(cè)定
，具體涉及一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法。
技術(shù)介紹
酚醛樹(shù)脂作為耐燒蝕防熱復(fù)合材料樹(shù)脂基體材料，其中一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)是必須具有較高的殘焦含量，而殘焦含量的大小可用來(lái)表征酚醛樹(shù)脂的機(jī)械性能和耐熱性能的傾向，用于指導(dǎo)原料選擇和生產(chǎn)工藝。為此我們建立酚醛樹(shù)脂中殘焦含量的化學(xué)分析方法。國(guó)內(nèi)針對(duì)石油、潤(rùn)滑油等有機(jī)物殘焦含量的測(cè)定方法主要有以下四種方法：康氏法(GB/T268)、微量法(GB/T17144)、電爐法(SH/T170)和蘭式法(SH/T160)，但是酚醛樹(shù)脂這種大分子低熔點(diǎn)的聚合物中殘焦的測(cè)定還尚無(wú)報(bào)導(dǎo)，由于微量法(GB/T17144)具有所用裝置易滿(mǎn)足，過(guò)程易操作，精密度良好等特點(diǎn)，因此以此方法的原理為基礎(chǔ)，根據(jù)樣品的實(shí)際特性與一系列的條件實(shí)驗(yàn)，從而確定實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定酚醛樹(shù)脂中的殘焦量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種能夠立足于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器設(shè)備，準(zhǔn)確測(cè)定酚醛樹(shù)脂中的殘焦量的一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法。本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法，包括以下步驟：步驟一，器具恒重；步驟二，試樣處理；步驟三，樣品灼燒；步驟四，殘量結(jié)果計(jì)算；步驟五，結(jié)果范圍選定。所述步驟一包括以下步驟：首先，將實(shí)驗(yàn)用石英舟放置于500℃馬弗爐中，灼燒1.5h，取出，置于干燥器中，冷卻至室溫后，稱(chēng)量并記錄石英舟重量；其次，再次將石英舟放入馬弗爐中500℃下灼燒15min后，取出，置于干燥器中，冷卻至室溫后，稱(chēng)量并記錄石英舟重量，直至前后二次石英舟的重量差小于±0.0002g。所述步驟二中包括以下步驟：首先，準(zhǔn)確稱(chēng)取2.0000g±0.0005g的酚醛樹(shù)脂于恒重好的石英舟中，放入烘箱后，逐漸升溫，且過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速率在10℃/min，升到150℃后恒溫1h，取出，于干燥器中冷卻至室溫后，置于連接好的高溫管式爐內(nèi)的石英管中央；其次，塞好進(jìn)樣口磨口塞，以流速為600mL/min的氮?dú)庵辽俅祾?0min，吹掃完成后，把氮?dú)饬魉俳档椭?50mL/min，并以10～15℃/min的加熱速率將高溫管式爐加熱到500℃。所述步驟三中，使樣品在500±2℃的高溫管式爐中恒溫15min，關(guān)閉自動(dòng)加熱爐電源，并讓樣品在氮?dú)饬?00mL/min吹掃下自然冷卻1.5h后，取出，將其放入干燥器中冷卻至室溫后，稱(chēng)量石英舟及燒后樣品總重量。所述步驟四中，根據(jù)公式(1)計(jì)算酚醛樹(shù)脂的殘焦量；式中：ω——酚醛樹(shù)脂中殘焦的含量，單位％；m0——石英舟的質(zhì)量，單位g；m1——稱(chēng)取酚醛樹(shù)酯的質(zhì)量，單位g；m2——灼燒后樣品和石英舟的總質(zhì)量，單位g。所述步驟五中，分別稱(chēng)取6個(gè)酚醛樹(shù)脂樣品2.0000±0.0005g，每個(gè)樣品分裝在已恒重的石英舟中，于烘箱中固化后于高溫管式爐中于500±5℃恒溫10分鐘，冷卻至室溫后稱(chēng)重，計(jì)算。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是：利用微量法，成功建立了測(cè)定酚醛樹(shù)脂中殘焦量的檢測(cè)方法，該方法過(guò)程操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件易于滿(mǎn)足，且精密度良好，測(cè)定范圍廣，達(dá)到了準(zhǔn)確測(cè)定酚醛樹(shù)脂中殘焦量的目的。附圖說(shuō)明圖1是高溫管式爐示意圖；圖2是石英管示意圖；圖中1—高溫管式爐；2—石英管；3—進(jìn)樣口磨口塞；4—流量計(jì)；5—壓縮氮?dú)馊肟冢?—石英舟。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)提出的一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法進(jìn)行進(jìn)一步的介紹：一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法，包括以下步驟：步驟一，器具恒重；步驟二，試樣處理；步驟三，樣品灼燒；步驟四，殘量結(jié)果計(jì)算；步驟五，結(jié)果范圍選定。所述步驟一包括以下步驟：首先，將實(shí)驗(yàn)用石英舟放置于500℃馬弗爐中，灼燒1.5h，取出，置于干燥器中，冷卻至室溫后，稱(chēng)量并記錄石英舟重量；其次，再次將石英舟放入馬弗爐中500℃下灼燒15min后，取出，置于干燥器中，冷卻至室溫后，稱(chēng)量并記錄石英舟重量，直至前后二次石英舟的重量差小于±0.0002g。所述步驟二中包括以下步驟：首先，準(zhǔn)確稱(chēng)取2.0000g±0.0005g的酚醛樹(shù)脂于恒重好的石英舟中，放入烘箱后，逐漸升溫，且過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速率在10℃/min，升到150℃后恒溫1h，取出，于干燥器中冷卻至室溫后，置于連接好的高溫管式爐內(nèi)的石英管中央；其次，塞好進(jìn)樣口磨口塞，以流速為600mL/min的氮?dú)庵辽俅祾?0min，吹掃完成后，把氮?dú)饬魉俳档椭?50mL/min，并以10～15℃/min的加熱速率將高溫管式爐加熱到500℃。所述步驟三中，使樣品在500±2℃的高溫管式爐中恒溫15min，關(guān)閉自動(dòng)加熱爐電源，并讓樣品在氮?dú)饬?00mL/min吹掃下自然冷卻1.5h后，取出，將其放入干燥器中冷卻至室溫后，稱(chēng)量石英舟及燒后樣品總重量。所述步驟四中，根據(jù)公式(1)計(jì)算酚醛樹(shù)脂的殘焦量；式中：ω——酚醛樹(shù)脂中殘焦的含量，單位％；m0——石英舟的質(zhì)量，單位g；m1——稱(chēng)取酚醛樹(shù)酯的質(zhì)量，單位g；m2——灼燒后樣品和石英舟的總質(zhì)量，單位g。所述步驟五中，分別稱(chēng)取6個(gè)酚醛樹(shù)脂樣品2.0000±0.0005g，每個(gè)樣品分裝在已恒重的石英舟中，于烘箱中固化后于高溫管式爐中于500±5℃恒溫10分鐘，冷卻至室溫后稱(chēng)重，計(jì)算。殘焦是指將油品或樹(shù)脂類(lèi)聚合物放入高溫反應(yīng)容器中，在不通入氧氣的條件下加熱，使其蒸發(fā)，分解和焦化，排除形成的可蒸氣體后所剩余的焦?fàn)詈谏珰埩粑铮瑴y(cè)定結(jié)果用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，其中殘焦值的大小與試樣中的化學(xué)組分與灰分含量有關(guān)，除灰分外，酚醛樹(shù)脂中游離苯酚含量和苯環(huán)等物質(zhì)是殘焦的主要來(lái)源。本實(shí)驗(yàn)采用重量法，通過(guò)在高溫管式爐(圖1)的無(wú)氧環(huán)境下灼燒固化完成的酚醛樹(shù)脂樣品，然后在無(wú)氧環(huán)境下冷卻至100℃以下，取出，在干燥器中冷卻至室溫，稱(chēng)重，再通過(guò)計(jì)算公式求出其殘焦含量。烘箱溫度及時(shí)間的確定樹(shù)脂固化物含有較多的醚鍵(-CH2-O-CH2-)及次甲基鍵(-CH2-)，在高溫下醚鍵和次甲基鍵均易斷裂而使聚合物裂解，形成小分子物溢出，導(dǎo)致質(zhì)量損失，因此根據(jù)酚醛樹(shù)脂的熔點(diǎn)(40.9℃)，實(shí)驗(yàn)選擇了以下溫度進(jìn)行固化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表1：表1烘箱溫度的確定結(jié)果表明：當(dāng)烘箱溫度為150℃，固化時(shí)間最短1h。灼燒溫度及時(shí)間的確定根據(jù)酚醛樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在200℃前質(zhì)量損失小于1％，在230-400℃這個(gè)溫度段，樹(shù)脂處于高溫分解段，會(huì)產(chǎn)生水，二氧化碳等小分子，不同溫度段可能會(huì)有不同的分解反應(yīng)，因此根據(jù)酚醛樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)特性，選擇炭化溫度為500℃，但是炭化的時(shí)間的長(zhǎng)短不能替代溫度而影響炭化過(guò)程，因此選取在500℃下不同灼燒時(shí)間對(duì)殘焦結(jié)果的影響進(jìn)行考察，具體見(jiàn)下表：表2同一溫度下不同時(shí)間下的殘焦量灼燒時(shí)間4min7min10min13min18min25min殘焦量54％52％50％56％49％53％結(jié)果表明：在500℃炭化溫度下恒溫10min。氮?dú)饬髁康倪x擇在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，考察了不同的氮?dú)饬髁繉?duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，如圖所示，從圖中曲線(xiàn)可以看出，對(duì)同一樣品，隨著氮?dú)饬髁康脑龃螅瑯悠返臍埥沽繙p小，因此當(dāng)測(cè)定樣品的殘焦時(shí)，要嚴(yán)格控制氮?dú)饬髁浚Y(jié)果見(jiàn)下表。表3不同氮?dú)饬髁肯職埥怪到Y(jié)果表明：最佳氮?dú)饬髁看_定為150mL/min。樣品冷卻時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響改變樣品在干燥器中的冷卻時(shí)間，考察其對(duì)殘焦值的影響，見(jiàn)表4：表4冷卻時(shí)間對(duì)殘本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一，器具恒重；步驟二，試樣處理；步驟三，樣品灼燒；步驟四，殘量結(jié)果計(jì)算；步驟五，結(jié)果范圍選定。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一，器具恒重；步驟二，試樣處理；步驟三，樣品灼燒；步驟四，殘量結(jié)果計(jì)算；步驟五，結(jié)果范圍選定。2.如權(quán)利要求1所述的一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法，其特征在于：所述步驟一包括以下步驟：首先，將實(shí)驗(yàn)用石英舟放置于500℃馬弗爐中，灼燒1.5h，取出，置于干燥器中，冷卻至室溫后，稱(chēng)量并記錄石英舟重量；其次，再次將石英舟放入馬弗爐中500℃下灼燒15min后，取出，置于干燥器中，冷卻至室溫后，稱(chēng)量并記錄石英舟重量，直至前后二次石英舟的重量差小于±0.0002g。3.如權(quán)利要求1所述的一種酚醛樹(shù)脂中殘焦的測(cè)定方法，其特征在于：所述步驟二中包括以下步驟：首先，準(zhǔn)確稱(chēng)取2.0000g±0.0005g的酚醛樹(shù)脂于恒重好的石英舟中，放入烘箱后，逐漸升溫，且過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速率在10℃/min，升到150℃后恒溫1h，取出，于干燥器中冷卻至室溫后，置于連接好的高溫管式爐內(nèi)的石英管中央；其次，塞好進(jìn)樣口磨口塞，以流速為600mL/min的氮?dú)庵辽俅祾?0min，吹掃完成后，把氮?dú)饬魉俳档椭?5...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬妍琳，王梅，楊雪威，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中核北方核燃料元件有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：內(nèi)蒙古,15