ГОСТ 19816.1-91 Каучук бутадиен-стирольный. Определение содержания органических кислот и их мыл

Где применяется метод испытаний

ГОСТ 19816.1-91 устанавливает метод определения содержания органических кислот и их мыл в бутадиен-стирольном каучуке. Метод основан на экстракции указанных веществ из каучука растворителем с последующим титрованием аликвот экстракта.

Стандарт применим для всех типов бутадиен-стирольных каучуков. Для маслонаполненных каучуков предусмотрены уточнения по определению конечной точки титрования. Также стандарт допускает распространение метода на марки синтетических каучуков, получаемых эмульсионной полимеризацией, и проведение определения из раствора каучука.

Метод даёт приближённое значение содержания кислот и мыл, поскольку в каучуке присутствуют не только эти соединения, но и другие экстрагируемые вещества.

Сущность метода

Навеску каучука, нарезанную тонкими полосками, экстрагируют азеотропной смесью этанола и толуола либо смесью этанола, толуола и воды. После доведения экстракта до стандартного объёма отбирают аликвоты:

• для определения мыл — титруют стандартным раствором соляной кислоты;
• для определения органических кислот — титруют стандартным раствором гидроокиси натрия.

Для анализа маслонаполненных каучуков допускается использовать вторую аликвоту экстракта как цветовой эталон или определять точку эквивалентности потенциометрически.

Также допускается растворять навеску каучука в толуоле или хлороформе с последующим титрованием аликвот раствора.

Реактивы и растворы

Для испытаний применяют реактивы аналитической чистоты и дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты. При выполнении операций соблюдают общепринятые правила техники безопасности.

Основные реактивы

• Азеотропная смесь этанола и толуола (АСЭТ) — 7 объёмов этанола и 3 объёма толуола;
• Смесь этанола, толуола и воды — 95 см³ АСЭТ и 5 см³ воды;
• Раствор гидроокиси натрия — точно стандартизованный 0,1 моль/дм³;
• Раствор соляной кислоты — точно стандартизованный 0,05 моль/дм³;
• Мета-крезоловый пурпурный — индикаторный раствор;
• Тимоловый синий — индикаторный раствор;
• Фенолфталеин — спиртовой раствор с массовой долей 1 %;
• Крезоловый красный — спиртовой раствор с массовой долей 0,1 %;
• Бромфеноловый синий — спиртовой раствор с массовой долей 0,1 %;
• Толуол;
• Хлороформ высшего сорта.

Аппаратура

Стандарт предусматривает применение следующего лабораторного оборудования:

• весы с погрешностью взвешивания ±1 мг;
• электроплитка;
• широкогорлая коническая колба вместимостью 400–500 см³;
• мерная колба вместимостью 250 см³;
• обратный холодильник;
• коническая колба вместимостью 250 см³;
• бюретка вместимостью 100 см³;
• пипетка вместимостью 100 см³;
• автотитратор — при необходимости;
• аппарат для встряхивания жидкостей в сосудах.

Вместо обратного холодильника и конической колбы допускается использовать экстрактор Сокслета.

Определение содержания мыл

Подготовка образца

Для анализа изготавливают около 6 г листованного каучука, предварительно высушенного по ГОСТ 19338. Каучук обрабатывают на лабораторных вальцах при зазоре между валками 0,25 мм или менее и температуре валков около 95 °C. После охлаждения его разрезают на полоски шириной около 10 мм и длиной около 50 мм и взвешивают с погрешностью до 0,01 г.

Допускается испытывать около 2 г мелконарезанного каучука, взвешенного с погрешностью до 0,0002 г.

Экстракция

1. На дно конической колбы помещают круглую фильтровальную бумагу.
2. Добавляют 100 см³ экстрагирующего растворителя:
   • АСЭТ — для большинства каучуков;
   • смесь этанола, толуола и воды — для каучуков, коагулированных квасцами.
3. Помещают нарезанный каучук в колбу, встряхивая после добавления каждой полоски для лучшего смачивания и предотвращения слипания.
4. Присоединяют обратный холодильник и осторожно кипятят содержимое в течение 1 ч.
5. Экстракт переносят в мерную колбу на 250 см³.
6. Каучук повторно обрабатывают второй порцией растворителя объёмом 100 см³, снова кипятят 1 ч и объединяют экстракты.
7. Полоски каучука промывают тремя порциями по 10 см³ и промывные растворы также добавляют в мерную колбу.
8. После охлаждения доводят объём жидкости до метки соответствующим растворителем.

Допускается проводить экстракцию в аппарате Сокслета не менее 4 ч.

Титрование

После перемешивания отбирают пипеткой 100 см³ экстракта в коническую колбу и добавляют 6 капель индикатора:

• мета-крезоловый пурпурный — для большинства каучуков;
• тимоловый синий — для каучуков, коагулированных квасцами.

Допускается использовать бромфеноловый синий и титровать раствором соляной кислоты концентрации, указанной в нормативно-технической документации на каучук.

Аликвоту титруют раствором соляной кислоты до первого изменения цвета. Если экстракт тёмный, что затрудняет фиксацию конечной точки, допускается:

• использовать вторую аликвоту как цветовой эталон;
• определять точку эквивалентности потенциометрически.

Параллельно проводят холостое титрование 100 см³ экстрагирующего растворителя из той же партии.

Определение мыл в растворе каучука

В мерную колбу помещают около 2 г мелконарезанного каучука, добавляют 100 см³ толуола или хлороформа, закрывают пробкой и встряхивают до полного растворения. Затем доводят объём до метки растворителем и перемешивают.

Отбирают 100 см³ раствора, добавляют 20 см³ этилового спирта и 6 капель бромфенолового синего, после чего титруют спиртовым раствором соляной кислоты до первого изменения окраски.

Определение содержания органических кислот

Определение проводят по той же схеме, что и для мыл, но аликвоту титруют раствором гидроокиси натрия, используя в качестве индикатора, например, фенолфталеин.

Допускается использовать крезоловый красный и раствор щелочи концентрации, указанной в нормативно-технической документации на каучук.

Определение кислот в растворе каучука

При анализе раствора каучука выполняют те же операции, что и при определении содержания мыл в растворе, но титрование проводят спиртовым раствором щелочи с использованием фенолфталеина или крезолового красного.

Расчёт результатов

Содержание мыл и органических кислот выражают в процентах и рассчитывают по формулам стандарта с учётом:

• объёма титранта, израсходованного на исследуемый раствор;
• объёма титранта при холостом титровании;
• точной концентрации раствора;
• массы навески каучука;
• коэффициента пересчёта в зависимости от вещества, по которому ведут расчёт.

Коэффициенты для расчёта содержания мыл

Коэффициенты для расчёта содержания органических кислот

Дополнительные коэффициенты для других органических кислот

Испытание на наличие смолы

В приложении стандарта приведён качественный тест на наличие смолы в образце.

Реактивы

• уксусный ангидрид;
• раствор серной кислоты, приготовленный смешением 63 г серной кислоты плотностью около 1,84 г/см³ с 35 г воды;
• раствор перманганата калия 0,0002 моль/дм³.

Проведение испытания

Небольшую часть образца перемешивают примерно с 3 см³ уксусного ангидрида, затем добавляют 2 капли раствора серной кислоты. Реакция на наличие смолы считается положительной, если смесь приобретает нестойкую фиолетовую окраску, которая в момент максимальной интенсивности ярче окраски раствора перманганата калия.

Протокол испытания

Протокол должен содержать:

• данные, необходимые для полной идентификации образца;
• ссылку на ГОСТ 19816.1-91;
• результаты определения содержания мыл и/или органических кислот;
• указание вещества, по которому проводили расчёт результата;
• дату проведения испытания.

Ссылочные нормативные документы