2.2.5 羟值测定方法
羟值是BAMO-r-THF共聚醚的重要物性指标,其直接关系到实际应用中配方固化参数的设定、力学性能的调节。目前,羟基酯化法是测定聚合物羟基含量的通用方法[19]。
1.测试原理
以邻苯二甲酸酐为酰化试剂说明BAMO-r-THF共聚醚羟基含量的测定方法。测定时,以N-甲基咪唑为催化剂,使酸酐基团与BAMO-r-THF共聚醚中的羟基在较低温度、较短时间内实现完全反应。酰化反应完毕后,加水,水解过量的邻苯二甲酸酐。然后,以酚酞溶液为指示剂,氢氧化钠乙醇标准溶液作滴定液,滴定生成的羧基基团,根据滴定液消耗用量,计算BAMO-r-THF共聚醚羟基含量。上述反应原理如图2-11所示。
2.测试方法
准确称量BAMO-r-THF共聚醚样品(精确至0.000 1 g,取样量估算羟值约为140 mgKOH·g-1),置于具塞三角烧瓶中。加入5 mL DMF(N,N-二甲基甲酰胺)溶剂,摇动促使BAMO-r-THF共聚醚完全溶解;再用5 mL刻度吸管加入4 mL N-甲基咪唑,随后用移液管准确地加入5 mL配制好的酸酐酰化试剂,振荡均匀。
将上述具塞三角烧瓶放入45 ℃的水浴锅中加热反应20 min;反应完毕后加入20 mL蒸馏水,使剩余酸酐水解,冷却,加入4滴10 g·L-1的酚酞试剂作指示剂。用已标定的、约0.5 mol·L-1的NaOH-乙醇标准液滴定三角瓶中溶液,至溶液变红并保持30 s不退色,即为滴定终点,记录滴定液用量V2。
图2-11 羟值测试化学反应
空白试验操作如下:将5 mL DMF、4 mL N-甲基咪唑、5 mL酸酐酰化试剂、20 mL蒸馏水加入具塞三角烧瓶中,使酸酐充分水解,然后加入4滴10 g·L-1的酚酞试剂指示剂,用已标定的、约0.5 mol·L-1的NaOH-异丙醇标准液滴定三角瓶中溶液,至溶液变红并保持30 s不退色,即为滴定终点,记录空白试验滴定液用量V1。
BAMO-r-THF共聚醚羟值按式(2-22)进行计算:
式中,COH为BAMO-r-THF共聚醚羟值,mgKOH·g-1;c为NaOH-异丙醇标准液中氢氧化钠浓度,mol·L-1;Vl为空白试验消耗氢氧化钠标准滴定溶液的量,mL;V2为BAMO-r-THF共聚醚溶液试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的量,mL;m为BAMO-r-THF共聚醚样品质量,g;56.1为氢氧化钾摩尔质量,g·mol-1。
该测试方法中,除采用酚酞试剂指示剂判断滴定终点外,还可利用电位滴定仪、依据溶液电位确定滴定终点。