2.8.1 水含量测定

2.8.1 水含量测定

有效控制BAMO-r-THF共聚醚中水含量,可避免异氰酸酯固化剂与水反应生成CO2气体,确保共聚醚黏合剂固化效果。分析BAMO-r-THF共聚醚中水含量属于微量分析范畴,卡尔费休(Karl Fischer)试剂是微量水分分析的常规试剂,常用方法有卡尔费休库仑法和容量法。库仑法是在经典水分测定方法基础上改进后的一种测试方法,下面仅就BAMO-r-THF共聚醚微量水分测试容量法进行说明。

(一)测试原理

卡尔费休试剂是测定有机物中微量水分的试剂,又称水试剂,也称卡氏试剂。卡尔费休水分测定法是以甲醇为溶剂介质、以卡尔费休试剂为滴定液进行水分测量的一种方法。该方法不仅可测定出自由水,也可测出结合水,常被作为水分特别是痕量水分的标准分析方法。卡尔费休试剂组分包括甲醇、吡啶、碘、二氧化硫,基本原理是利用碘和二氧化硫反应时,需要定量水分子参与反应,反应方程式如式(2-26)所示。

式(2-26)为可逆反应,要使反应正向进行,需加入适当碱性物质,中和反应产生的酸,卡尔费休试剂中的吡啶(C5H5N)即可实现此目标,组分甲醇的作用是避免上述产生副反应。卡尔费休试剂中因组分I2显棕色,当I2、SO2、H2O反应后,I2棕色褪去,可以作为滴定终点的判断。卡尔费休法是非水滴定法,测试时所有容器均需干燥处理。

(二)测试方法

1.Karl Fischer试剂水滴定度标定

向盛有无水甲醇的滴定瓶中加入Karl Fischer试剂,使其与无水甲醇中微量的水反应,然后加入1 μL水,用Karl Fischer试剂滴定到终点,记录消耗体积,依据式(2-27)计算该Karl Fischer试剂的水滴定度。

式中,T为Karl Fischer试剂水滴定度为加入水的质量,g;VK为滴定消耗Karl Fischer试剂的体积,mL。

2.溶剂水质量分数测定

搅拌条件下,用Karl Fischer试剂将反应瓶中的微量水分充分反应至终点,用滴管加入配制试样用溶剂约1 mL,滴入Karl Fischer试剂滴定至反应终点,记录消耗试剂的体积。溶剂中水质量分数按式(2-28)计算:

式中,ω1为溶剂中水质量分数,%;T为Karl Fischer试剂水滴定度V2为滴定溶剂消耗的Karl Fischer试剂的体积,mL;m2为所用溶剂质量,g。

3.BAMO-r-THF共聚醚溶液配制及水质量分数测定

在小滴瓶中称取约10 g BAMO-r-THF共聚醚,加入溶剂约30 g,配制成BAMO-r-THF共聚醚溶液。向反应瓶中加入配制好的BAMO-r-THF共聚醚溶液,用Karl Fischer试剂滴定至反应终点,BAMO-r-THF共聚醚溶液的水质量分数按式(2-29)计算:

式中,ω2为BAMO-r-THF共聚醚溶液的水质量分数,%;V3为滴定BAMO-r-THF共聚醚溶液消耗的Karl Fischer试剂的体积,mL;m3为BAMO-r-THF共聚醚溶液的质量,g。

4.BAMO-r-THF共聚醚水质量分数计算

BAMO-r-THF共聚醚水质量分数按式(2-30)计算:

式中,ω3为BAMO-r-THF共聚醚中水质量分数,%;m4为BAMO-r-THF共聚醚溶液中BAMO-r-THF共聚醚的质量,g;m5为BAMO-r-THF共聚醚溶液的质量,g;m6为BAMO-r-THF共聚醚溶液中溶剂的质量,g[35]

对于满足异氰酸酯交联反应制备固体复合推进剂的要求,BAMO-r-THF共聚醚中水分含量需低于万分之五。