ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАСТМАСС НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИДОВ

Анализ компонентов полиамидных композиций

Помимо основного полимера полиамидные компо­зиции содержат ряд веществ, одни из которых остают­ся после реакции получения полимера (например, находящиеся с ним в равновесии определенные коли­чества воды и мономера), а другие — представляют собой специально вводимые добавки, которые в ми­нимальной степени взаимодействуют с полимером.

Вследствие того что многие аналитические испы­тания проводятся в жестких условиях, может проис­ходить разрушение или изменение таких составных частей полиамидных композиций. Поэтому их полный анализ представляет собой трудноразрешимую за­дачу. Существуют хорошо обоснованные методы оп­ределения наиболее распространенных составных ча­стей полиамидных композиций, описание которых приведено ниже.

Влажность. Для анализа содержания влаги в гра­нулах или изделиях из полиамидов наиболее часто применяется методика В по рекомендации ISO R 960. Очень похожий метод описан в ASTM D 789. Образец полиамида расплавляют при температуре приблизи­тельно на 30 °С выше его температуры плавления, и количество воды, собранной в холодную ловушку, оп­ределяют по методу Фишера. При низком содержа­нии влаги необходимо сделать поправку на конденса­ционную воду, образующуюся в процессе сушки.

Методика А по ISO R 960 применима к полиамид­ным гранулам. В этом методе влагу экстрагируют безводным метанолом и определяют в экстракте по методу Фишера. Методика С ISO R 960 может ис­пользоваться для полиамидных порошков. Согласно этому методу, образец растворяют в кипящем л-кре - золе, и содержание влаги в растворе определяют по методу Фишера.

Содержание мономера. Полиамиды типа АА/ВВ содержат небольшие количества мономера, находя­щегося в равновесии с полимером. Мономер, играю­щий роль пластификатора, изменяет свойства поли­амидов подобно воде, но в значительно меньшей степени.

Повышенное количество мономера в равновесии с полимером обычно содержится в полиамидах типа АБ, полученных из лактамов. Увеличение содержания мономера в полиамиде в большей степени изменяет свойства последнего. Не всегда возможно и обычно не следует отделять мономер от низкомолекулярных фракций полимера (димер, тример и т. д.) при опре­делении содержания мономера в полиамиде, посколь­ку они оказывают влияние на свойства полимера, ана­логичное влияиию мономера. В рекомендации ISO 512 детально описаны методы экстракции и определения мономера и низкомолекулярных фракций в полиамид­ных смолах. Применяют две группы методов — одну для ПА 6 и 66, а другую — для ПА 610 и 11. Ре­зультаты должны контролироваться в соответствии с содержанием воды, определяемой отдельно, и пла­стификатора, если он присутствует.

ОнРемах и Муди предложили метод определения остаточного капролактама в ПА 6, включающий эк­стракцию водой с последующим хроматографическим анализом водного раствора [16].

Хаслам [8] описал метод определения свободного капролактама в ПА 6, согласно которому сравнивают ИК-спектры исследуемого образца и мономера. Спе­цифические полосы поглощения, обусловленные при­сутствием мономера, наблюдаются при длине волны 11,5 мкм.

Содержание инертного наполнителя- Инертными наполнителями являются наполнители, не растворяю­щиеся в 6 н. соляной кислоте. К их числу относятся углерод, дисульфид молибдена, стекло и некоторые окрашивающие пигменты. Если известно, что такие наполнители присутствуют, то их легко определяют гидролизом полиамидного образца, фильтрацией оставшегося наполнителя с его последующей сушкой и взвешиванием. Определение следов металла в нена­полненных полиамидах производят выжиганием с по­следующим колориметрическим анализом.

Органические добавки представляют собой глав­ным образом пластификаторы и антиоксиданты. Оп­ределение содержания таких соединений в полиами­дах может быть трудной задачей. Трудности возни­кают из-за того, что такие соединения, в особенности антиоксиданти, обладают высокой химической актив­ностью и низкой стабильностью, трудно отделяются от полимера вследствие малой концентрации и рав­номерного распределения в полимерной матрице. Присутствие нескольких таких добавок создает до­полнительные трудности. Кроме того, возможно иска­жение результатов анализа продуктами термодеструк­ции полимера, присутствующими в образце.

Пластификаторы в полиамидах лучше всего опре­деляются с помощью ИК-спектроскопии или газовой хроматографии после выделения из полимера. Хаслам [8] описывает метод экстракции /г-толуиленсульфон - амида из сополиамида 66/610/6.

Существенным преимуществом метода, который предусматривает пиролиз полимера с последующим применением газовой хроматографии, является то, что продукты пиролиза обычно значительно легче и быст­рее элюируются по сравнению с пластификаторами и могут быть разделены на хроматограмме.

Для количественной оценки антиоксидантов, если заранее известно, что такие соединения присутствуют в образце полиамида, применяют спектроскопию. При использовании антиоксидантов с аминогруппами при­меняют экстракцию; полученный экстракт характери­зуется некоторым поглощением в УФ-области, про­порциональным количеству добавки.

Антиоксиданты фенольного типа могут связывать­ся с образованием окрашенных соединений, которые подлежат спектроскопическому определению.

Подробное изложение методов, как описанных выше, так и многих других, приведено Кромптоном [17].