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Détermination des indices d’acidité et d’hydroxyleainsi que des isocyanates dans les produits de basepour la fabrication de matières plastiques par titragepotentiométrique automatique

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Détermination des indices d’acidité et d’hydroxyleainsi que des isocyanates dans les produits de basepour la fabrication de matières plastiques par titragepotentiométrique automatique Powered By Docstoc
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Application Bulletin
D’intérêt pour:   Laboratoires d’analyses générales; Chimie organique;                       A 1, 3, 6
                  Matières plastiques




 Détermination des indices d’acidité et d’hydroxyle
ainsi que des isocyanates dans les produits de base
pour la fabrication de matières plastiques par titrage
           potentiométrique automatique

Résumé
                  La détermination des indices d’acidité et d’hydroxyle ainsi que des isocyanates joue
                  un rôle important dans l’analyse des produits de base pour la fabrication de matiè-
                  res plastiques. Le présent bulletin décrit la détermination de ces valeurs caractéris-
                  tiques par titrage potentiométrique automatique.


Appareils et accessoires

                  • Titrino SET/MET 702, Titrino DMS 716, Titrino GP 736, Titrino GPD 751 ou Ti-
                    trino DMP 785 ou
                    Titroprocesseur 796 avec Dosino 700 ou Dosimate 685
                  • Agitateur magnétique 2.728.0040
                  • Unités interchangeables 6.3014.XX3
                  • LL Solvotrode 6.0229.100 [électrolyte de référence: bromure de tétraéthylam-
                    monium c(TEABr) = 0,4 mol/L dans éthylèneglycol, Metrohm no. 6.2320.000]
                    avec câble d’électrode 6.2104.020


1. Détermination de l’indice d’acidité

Réactifs

                  • Réactif de titrage: potasse caustique, c(KOH) = 0,05 mol/L dans méthanol, libre
                    de CO2
                  • Solvant A:
                    méthanol : eau distillée = 3 : 1 (taux des volumes)
                  • Solvant B:
                    éthanol : toluène = 1 : 1 (taux des volumes)
                  • Acide benzoïque, p.a. pour la détermination du titre
                                      Application Bulletin                                 No. 200/2 f
Détermination des indices d’acidité et d’hydroxyle et des isocyanates                            Page 2

Analyse
                Peser 30 ... 50 g de l’échantillon dans un bécher en verre et ajouter 50 mL de sol-
                vant. Il doit se former un mélange homogène. Utiliser de préférence le solvant A. Si
                cependant l’échantillon ne se mélange pas correctement avec ce dernier, utiliser le
                solvant B (essais préliminaires). Dans ce cas-là, il est aussi possible de chauffer le
                mélange pour améliorer la solubilité. L’échantillon est ensuite titré lentement avec
                c(KOH) = 0,05 mol/L utilisant le mode MET.
                De la même manière la valeur à blanc du solvant utilisé doit être déterminée. Cette
                consommation à blanc est enregistrée comme variable commune C31 dans le ti-
                treur.
                À la fin du titrage, rincer la Solvotrode avec de l’éthanol, puis avec de l’eau distillée.
                Lorsque l’électrode n’est pas utilisée (p.ex. pendant la nuit), elle est conservée
                dans de l’eau distillée.


Calcul
                L’indice d’acidité est exprimé en mg KOH / g d’échantillon.

                indice d’acidité = (EP1 – C31) * C01 * C02 / C00

                EP1   =   consommation du réactif de titrage en mL
                C00   =   30 ... 50 (pesée d’échantillon en g)
                C01   =   2,8 [= c(KOH) en mol/L * M(KOH) en g/mol = 0,05 * 56,1]
                C02   =   titre du réactif de titrage (peut être déterminé avec de l’acide benzoïque)
                C31   =   consommation à blanc en mL


2. Détermination de l’indice d’hydroxyle

Réactifs

                • Réactif de titrage: soude caustique, c(NaOH) = 1 mol/L
                • Solution de réaction: c(anhydride phtalique) = 1 mol/L dans pyridine exempt
                  d’eau
                • Solvants: pyridine, p.a., exempt d’eau et eau distillée


Analyse
                Peser environ 2 g de l’échantillon dans un vase d’Erlenmeyer avec rodage normali-
                sé et les dissoudre dans 20,0 mL de solution de réaction. Placer un condenseur à
                refluement sur l’erlenmeyer et chauffer à 130 °C pendant 45 min. Après refroidis-
                sement, rincer le condenseur trois fois avec 10 mL de pyridine, puis trois fois avec
                10 mL d’eau distillée dans le vase d’Erlenmeyer. L’acide phtalique formé est en-
                suite titré avec c(NaOH) = 1 mol/L.
                Pour déterminer la consommation du réactif de titrage pour la solution de réaction
                et les solvants, un échantillon à blanc est traité et titré d’une façon identique. Cette
                consommation à blanc est enregistrée comme variable commune C31 dans le ti-
                treur.
                Les titrages sont effectués avec un volume de départ qui est d’environ 20 mL pour
                l’échantillon et d’environ 35 mL pour la valeur à blanc.
                                      Application Bulletin                                 No. 200/2 f
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Calcul
                L’indice d’hydroxyle est exprimé en mg KOH / g d’échantillon.

                indice d’hydroxyle = (C31 – EP1) * C01 / C00

                EP1   =   consommation du réactif de titrage en mL
                C00   =   environ 2 (pesée d’échantillon en g)
                C01   =   56,1 [= c(NaOH) en mol/L * M(KOH) en g/mol]
                C31   =   consommation à blanc en mL


Remarques

                • Avant de chauffer l’échantillon doit être dissout complètement.
                • Lors des indices d’hydroxyle entre 100 et 350, l’indice d’acidité – s’il est supé-
                  rieur à 0,5 – est ajouté à I’indice d’hydroxyle.
                • Une méthode alternative (sans chauffage de l’échantillon) est décrite dans la
                  norme ASTM E 222-94, méthode C.


3. Détermination des isocyanates (CNO)

Réactifs

                • Réactif de titrage: acide chlorhydrique, c(HCl) = 1 mol/L dans méthanol
                • Solution de réaction: c(dibutylamine) = 1 mol/L dans toluène
                • Solvants: toluène, p.a. et méthanol, p.a.


Analyse
                Peser environ 2 g de l’échantillon dans un vase d’Erlenmeyer avec rodage normali-
                sé et les dissoudre dans 30 mL de toluène (chauffer légèrement, si nécessaire).
                Ajouter 20.0 mL de solution de réaction, fermer l’erlenmeyer et laisser réagir pen-
                dant 10 min sur l’agitateur magnétique. Ajouter ensuite 30 mL de méthanol et titrer
                en retour la dibutylamine en excès avec c(HCl) = 1 mol/L.
                Pour déterminer la consommation du réactif de titrage pour la solution de réaction
                et les solvants, un échantillon à blanc est traité et titré d’une façon identique. Cette
                consommation à blanc est enregistrée comme variable commune C31 dans le ti-
                treur.


Calcul
                % CNO = (C31 – EP1) * C01 * C02 / C00

                EP1   =   consommation du réactif de titrage en mL
                C00   =   environ 2 (pesée d’échantillon en g)
                C01   =   42,0 [= c(HCl) en mol/L * M(CNO) en g/mol]
                C02   =   0,1 (facteur de conversion pour %)
                C31   =   consommation à blanc en mL
                                    Application Bulletin                             No. 200/2 f
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Littérature

                • ASTM D 4662-93
                  Standard Test Methods for Polyurethane Raw Materials. Determination of Acid
                  and Alkalinity Numbers of Polyols.
                • ASTM E 222-94
                  Standard Test Methods for Hydroxyl Groups Using Acetic Anhydride Acetylation.
                • DIN 16945 (1976)
                  Reaktionsharze, Reaktionsmittel und Reaktionsharzmassen – Prüfverfahren.
                • DIN 53188 (1975)
                  Anstrichstoffe – Epoxidharze – Prüfung.
                • ISO 2114:1996
                  Plastics – Unsaturated polyester resins – Determination of partial acid value and
                  total acid value.
                • ISO 2554:1997
                  Plastics – Unsaturated polyester resins – Determination of hydroxyl value.
                • J. G. Pritchard, Y. L. Lang Fung Chung
                  Determination of vicinal hydroxyl groups in polyvinylalcohol
                  Talanta 23 (1976) 237–239.
                • R. Kerker, M. Störi
                  Simultanbestimmung von Hydroxyl- und Epoxidgruppen in Epoxidharzen
                  Chimia 33 (1979) 84–87.
                • S. L. Wellons, M. A. Carey, D. K. Elder
                  Determination of hydroxyl content of polyurethane polyols
                  Anal. Chem. 52 (1980) 1374–1376.


Figures
                 'pa
                736 GP Titrino          04268   736.0011
                date 99-11-09       time 14:03        12
                MET U                    SZ
                parameters
                >titration parameters
                  V step                 0.10 ml
                  titr.rate              max. ml/min
                  signal drift             15 mV/min
                  equilibr.time            43 s
                  start V:                OFF
                  pause                    60 s
                  dos.element:    internal D0
                  meas.input:               1
                  temperature            25.0 °C
                >stop conditions
                  stop V:                abs.
                  stop V                    5 ml
                  stop U                  OFF mV
                  stop EP                   9
                  filling rate           max. ml/min
                >statistics
                  status:                 OFF
                >evaluation
                  EPC                      30 mV
                  EP recognition:    greatest
                  fix EP1 at U            OFF mV
                  pK/HNP:                 OFF
                >preselections
                  req.ident:              OFF
                  req.smpl size:        value
                  activate pulse:         OFF
                          ============

                Fig. 1:   Réglage des paramètres au Titrino GP 736 pour la détermination de
                          l’indice d’acidité.
                                     Application Bulletin                               No. 200/2 f
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                 'fr
                736 GP Titrino          04268  736.0011
                date 99-11-09       time 14:03       12
                U(init)           7 mV MET U         SZ
                smpl size   14.2055 g
                EP1           2.280 ml          -215 mV
                SZ            0.374 mg/g
                stop V reached
                          ============


                 'cu
                736 GP Titrino          04268   736.0011
                date 99-11-09       time 14:03        12
                start V      0.000 ml MET U           SZ
                2.0 ml/div      dU=100.0 mV/div




                           ============

                Fig. 2:   Bloc des résultats et courbe de titrage pour la détermination de l’indice
                          d’acidité dans un produit de base;
                          AVG(3) = 0,378 ± 0,001 mg KOH / g d’échantillon.


                 'pa
                736 GP Titrino          04268   736.0011
                date 99-11-08       time 09:10         1
                MET U                  OH-Z
                parameters
                >titration parameters
                  V step                 0.10 ml
                  titr.rate              max. ml/min
                  signal drift             30 mV/min
                  equilibr.time            32 s
                  start V:               abs.
                  start V                  20 ml
                  dos.rate               max. ml/min
                  pause                    30 s
                  dos.element:    internal D0
                  meas.input:               1
                  temperature            25.0 °C
                >stop conditions
                  stop V:                abs.
                  stop V                   30 ml
                  stop U                  OFF mV
                  stop EP                   9
                  filling rate           max. ml/min
                >statistics
                  status:                 OFF
                >evaluation
                  EPC                      30 mV
                  EP recognition:    greatest
                  fix EP1 at U            OFF mV
                  pK/HNP:                 OFF
                >preselections
                  req.ident:              OFF
                  req.smpl size:        value
                  activate pulse:         OFF
                          ============

                Fig. 3:   Réglage des paramètres pour la détermination de l’indice d’hydroxyle et
                          des isocyanates.
                                     Application Bulletin                               No. 200/2 f
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                 'fr
                736 GP Titrino          04268  736.0011
                date 99-11-08       time 09:10        1
                U(init)          39 mV MET U       OH-Z
                smpl size    1.9713 g
                EP1          25.730 ml          -191 mV
                OH-Z          334.1 mg/g
                stop V reached
                          ============


                 'cu
                736 GP Titrino          04268   736.0011
                date 99-11-08       time 09:10         1
                start V     20.000 ml MET U         OH-Z
                2.0 ml/div      dU=100.0 mV/div




                            ============

                Fig. 4:   Bloc des résultats et courbe de titrage pour la détermination de l’indice
                          d’hydroxyle dans un produit de base;
                          AVG(3) = 333,5 ± 0,5 mg KOH / g d’échantillon.
                                     Application Bulletin                              No. 200/2 f
Détermination des indices d’acidité et d’hydroxyle et des isocyanates                       Page 7
                 'fr
                736 GP Titrino          04268  736.0011
                date 99-11-10       time 10:23        1
                U(init)        -115 mV MET U        CNO
                smpl size    2.0754 g
                EP1           4.008 ml           271 mV
                CNO           30.96 %
                stop V reached
                          ============


                 'cu
                736 GP Titrino          04268   736.0011
                date 99-11-10       time 10:23         1
                start V      0.000 ml MET U          CNO
                2.0 ml/div      dU=100.0 mV/div




                           ============

                Fig. 5:   Bloc des résultats et courbe de titrage pour la détermination des isocya-
                          nates dans un produit de base;
                          AVG(3) = 31,09 ± 0,09 % CNO.

				
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posted:9/28/2012
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Description: No. 200/2 f Application Bulletin