ГОСТ 19816.3-89 Каучуки синтетические. Методы определения массовой доли фенил-β-нафтиламина (нафтама-2)

Для каких материалов применяется метод

ГОСТ 19816.3-89 распространяется на синтетические каучуки, заправленные стабилизатором фенил-β-нафтиламином, и устанавливает методы определения его массовой доли.

Стандарт предусматривает два метода испытания:

• метод А — определение в экстракте каучука;
• метод Б — определение в растворе каучука.

Метод основан на колориметрировании окрашенного азосоединения, которое образуется при взаимодействии фенил-β-нафтиламина с хлористым п-нитробензолдиазонием.

Сущность метода

После выделения фенил-β-нафтиламина из каучука в виде экстракта или раствора его переводят в окрашенное азосоединение реакцией с хлористым п-нитробензолдиазонием. Полученный раствор анализируют на спектрофотометре при длине волны (540 ± 10) нм.

Количественное содержание стабилизатора определяют по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам очищенного фенил-β-нафтиламина.

Метод А — определение в экстракте каучука

Отбор проб

Отбор проб проводят по ГОСТ 27109, если в нормативно-технической документации на конкретный вид каучука не установлен иной порядок.

Аппаратура и реактивы

Для испытания применяют:

• спектрофотометр;
• лабораторные весы 2-го и 4-го класса точности;
• водяную баню;
• колбонагреватель;
• эксикатор;
• воронку Бюхнера;
• колбы, бюретки, пипетки, цилиндры по ГОСТ;
• этиловый спирт;
• толуол;
• фенил-β-нафтиламин (нафтам-2);
• соляную кислоту;
• дистиллированную воду;
• фильтровальную бумагу;
• азотистокислый натрий;
• п-нитроанилин.

Подготовка к испытанию

Раствор солянокислого п-нитроанилина 0,2 %

(2 ± 0,02) г п-нитроанилина помещают в стакан, добавляют 20 см³ соляной кислоты и тщательно растирают кристаллы. Затем раствор нагревают до 50–60 °C, при перемешивании добавляют воду до полного растворения, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и доводят объём до метки.

Раствор хранят в тёмной склянке в течение 6 мес.

Очищенный фенил-β-нафтиламин

(5 ± 0,1) г продукта помещают в плоскодонную колбу вместимостью 50 см³, добавляют 25 см³ этилового спирта, присоединяют холодильник и нагревают на водяной бане до кипения. Горячий раствор фильтруют под вакуумом через воронку Бюхнера.

После охлаждения и выпадения кристаллов спирт сливают, кристаллы снова растворяют в 20 см³ спирта и повторяют нагревание без фильтрования. Выпавшие кристаллы переносят на фильтровальную бумагу и сушат в вакуум-эксикаторе до постоянной массы. Расхождение двух последовательных взвешиваний не должно превышать 0,0004 г.

Раствор хлористого п-нитробензолдиазония 0,15 %

0,1 %-ный раствор азотистокислого натрия смешивают непосредственно перед испытанием с раствором солянокислого п-нитроанилина с массовой долей 0,2 % в соотношении 1:1 по объёму.

Стандартный раствор фенил-β-нафтиламина

0,025 г очищенного фенил-β-нафтиламина растворяют в этиловом спирте в мерной колбе вместимостью 250 см³. Полученный раствор содержит 0,0001 г вещества в 1 см³.

Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 50 см³ вносят 1, 2, 3, 4 и 5 см³ стандартного раствора, добавляют по 20 см³ этилового спирта и по 2 см³ хлористого п-нитробензолдиазония. Содержимое перемешивают и выдерживают 10 мин.

После этого объём доводят до метки спиртом и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны (540 ± 10) нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.

В качестве раствора сравнения используют этиловый спирт. Градуировочный график проверяют каждые 3 мес, а при использовании новых реактивов строят заново.

Спирто-толуольная смесь

Смешивают этиловый спирт и толуол в соотношении 70:30 по объёму.

Приготовление экстракта каучука

0,1 г свежеразвальцованной и мелконарезанной пробы каучука помещают в колбу вместимостью 50–100 см³, добавляют 15 см³ спирта, присоединяют холодильник и кипятят содержимое на водяной бане 15 мин. Экстракт сливают в мерную колбу вместимостью 50 см³.

Экстрагирование повторяют ещё два раза порциями спирта по 10 см³, затем пробу промывают двумя порциями по 5 см³. Все экстракты объединяют и доводят объём до метки спиртом.

При разногласиях в оценке экстракт каучука готовят из навески массой 1 г.

Особенности для отдельных каучуков

• Для маслонаполненных каучуков экстрагирование проводят дважды спирто-толуольной смесью, по 30 мин каждое.
• Для бутилкаучука навеску 0,1 г помещают в плоскодонную колбу, добавляют 30 см³ спирто-толуольной смеси и нагревают на колбонагревателе 30 мин с момента закипания. Затем экстракт сливают, каучук дважды промывают спиртом и доводят объём до 50 см³.

Определение массовой доли стабилизатора

От 2 до 10 см³ экстракта каучука переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, добавляют 20 см³ этилового спирта и 2 см³ хлористого п-нитробензолдиазония. Содержимое перемешивают и выдерживают 10 мин.

Затем объём доводят до метки спиртом, раствор перемешивают и измеряют оптическую плотность при условиях, принятых для градуировочного графика.

Расчёт результатов по методу А

Массовую долю фенил-β-нафтиламина рассчитывают по массе вещества, найденной по градуировочному графику, с учётом:

• объёма экстракта каучука 50 см³;
• массы навески каучука;
• объёма экстракта, взятого на испытание.

Расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 10 % от найденного среднего арифметического.

Метод Б — определение в растворе каучука

Область применения метода Б

Метод Б применяют для определения массовой доли фенил-β-нафтиламина в растворе каучука. Отбор проб проводят так же, как и для метода А.

Дополнительная аппаратура и реактивы

• аппарат для встряхивания жидкостей в сосудах;
• конические колбы с притёртой пробкой;
• делительные воронки;
• хлороформ марки А или фармакопейный;
• четырёххлористый углерод.

Построение градуировочного графика для метода Б

В делительные воронки, содержащие по 10 см³ этилового спирта и 10–15 см³ хлороформа или четырёххлористого углерода, вносят 1, 2, 3, 4 и 5 см³ стандартного раствора фенил-β-нафтиламина. Затем добавляют по 2 см³ раствора хлористого п-нитробензолдиазония и перемешивают 1 мин, после чего выдерживают 10 мин.

Далее в воронки добавляют по 30 см³ воды, встряхивают 30 с и после расслоения сливают нижний окрашенный слой в мерные колбы вместимостью 50 см³. Извлечение повторяют ещё раз, используя 10 см³ хлороформа или четырёххлористого углерода. Затем в колбы добавляют по 10 см³ спирта и доводят объём до метки.

В качестве раствора сравнения используют хлороформ или четырёххлористый углерод.

Приготовление раствора каучука

0,2 г свежевальцованной мелконарезанной пробы каучука или такое же количество низкомолекулярного полимера помещают в коническую колбу с притёртой пробкой. Добавляют 20 см³ хлороформа или четырёххлористого углерода и перемешивают до полного растворения пробы в аппарате для встряхивания.

Определение массовой доли стабилизатора по методу Б

В делительную воронку, содержащую 10 см³ этилового спирта и 10–15 см³ хлороформа или четырёххлористого углерода, добавляют 1–2 см³ раствора каучука и 2 см³ раствора хлористого п-нитробензолдиазония. Содержимое перемешивают 1 мин и оставляют на 10 мин.

После этого в воронку добавляют 30 см³ дистиллированной воды, встряхивают 30 с и после полного расслоения сливают нижний окрашенный слой в мерную колбу вместимостью 50 см³. Остатки азосоединения извлекают повторно с помощью 10 см³ органического растворителя.

В мерную колбу добавляют 10 см³ спирта, доводят объём до метки хлороформом или четырёххлористым углеродом, перемешивают и колориметрируют при тех же условиях, что и для градуировочного графика.

Расчёт результатов по методу Б

Массовую долю фенил-β-нафтиламина рассчитывают по массе вещества, найденной по градуировочному графику, с учётом:

• объёма раствора каучука 20 см³;
• массы навески каучука;
• объёма раствора, взятого на испытание.

Расхождение между результатами параллельных определений также не должно превышать 10 % от среднего арифметического.

Основные параметры методов

Ссылочные нормативные документы