曹丹，焦欣偉,曲秋玲,吳彬

(新疆中泰化學(xué)阜康能源有限公司,新疆 烏魯木齊 830009)

在聚氯乙烯生產(chǎn)過程中，如果氯乙烯單體中存在微量的鐵,鐵將引發(fā)氧與氯乙烯在系統(tǒng)中生成過氧化物，導(dǎo)致氯乙烯生成聚合度較低的聚氯乙烯，在精餾工序會造成精餾塔堵塞，影響正常生產(chǎn)；并且在聚合過程中，鐵離子將使聚合反應(yīng)速度減慢，產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性變差，造成樹脂的色澤變黃或存在黑點(diǎn)，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，準(zhǔn)確地測定氯乙烯單體中的鐵含量對工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用[1]。

1 分析方法[2]

1.1 方法提要

采用乙醇-鹽酸溶液吸收氯乙烯單體試樣，其中氯乙烯單體試樣中的鐵溶于鹽酸，蒸發(fā)氯乙烯單體，用鹽酸羥胺將試樣中Fe3+還原成Fe2+，在pH值為4.5的緩沖溶液體系中，F(xiàn)e2+與1,10-菲啰啉反應(yīng)生成橙紅色絡(luò)合物，用分光光度計(jì)測定吸光度。

1.2 試劑和溶液

(1)醇酸：取6份(1+1,體積比)鹽酸溶液與5份95%的乙醇混合。

(2)氨水溶液：1+1，體積比。

(3)鹽酸羥胺溶液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%。

(4)乙酸-乙酸鈉緩沖溶液：pH值≈4.5。

(5)1，10-菲啰啉溶液：質(zhì)量濃度2 g/L，該溶液應(yīng)避光保存，僅使用無色溶液。

1.3 儀器和設(shè)備

T6分光光度計(jì)， 500 mL燒杯，100 mL量筒。

1.4 測定步驟

(1)試樣的制備。

在通風(fēng)柜內(nèi)迅速用量筒量取100 mL氯乙烯試樣，倒入裝有40 mL醇酸溶液的500 mL燒杯中，使燒杯中氯乙烯單體自然揮發(fā)完全，需3～4 h。

(2)試樣的測定。

取2只100 mL容量瓶，分別標(biāo)記空白樣及待測樣，在標(biāo)有空白樣的容量瓶中加入40 mL醇酸溶液，將處理后的樣品全部轉(zhuǎn)移到待測樣的容量瓶中，用蒸餾水少量多次轉(zhuǎn)移干凈。再分別加入5 mL鹽酸羥胺溶液，搖勻，各放入一小塊pH值試紙，邊搖邊加入氨水溶液，至溶液呈中性。再依次加入5 mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液、5 mL 1，10-菲啰啉溶液。每加1次試劑均充分混勻，最后用蒸餾水稀釋至刻度，混勻，靜置15～20 min，用10 mm比色皿，以空白溶液調(diào)零，在510 nm波長下測定試樣溶液的吸光度。

1.5 結(jié)果計(jì)算

氯乙烯單體中鐵含量X(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以10-6表示)按式(1)計(jì)算：

X=m×1 000÷(100×0.97)。

(1)

式中：m為試樣的吸光度相對應(yīng)的鐵含量，mg；100為試樣的體積，mL；0.97為試樣的密度，g/mL。

2 操作時注意事項(xiàng)

2.1 取樣過程注意事項(xiàng)

在取樣前須把取樣瓶用洗衣粉清潔干凈，再用水沖洗干凈，放入烘箱，待干燥后取出。取樣瓶須專瓶專用，若取樣瓶不干凈或只用清水洗滌，則會造成樣品吸光值增大，測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確。去車間取樣時，打開閥門后一定要將單體排空1～2 min，如果不排空，聚集在取樣口的單體中含有雜質(zhì)，會對測定結(jié)果有干擾。

2.2 測定過程注意事項(xiàng)

(1)揮發(fā)過程中使用的燒杯盡量為500 mL，將樣品倒入醇酸溶液時，應(yīng)貼著燒杯壁緩慢倒入，否則樣品揮發(fā)較厲害，速度過快易將所量取的樣品和醇酸濺出燒杯外。雖然樣品只有100 mL，但單體樣品揮發(fā)性強(qiáng)，與醇酸反應(yīng)時易飛濺造成樣品損失。為使結(jié)果準(zhǔn)確，操作時應(yīng)選擇稍大些的燒杯進(jìn)行揮發(fā)操作。

(2)溶液在轉(zhuǎn)移的過程中，必須保證全部轉(zhuǎn)移，然后用蒸餾水少量多次洗滌燒杯，一般用洗瓶沖洗3～4次，所使用蒸餾水量控制在30 mL左右，否則加完其他試劑后將超出容量瓶刻度。在轉(zhuǎn)移過程中，應(yīng)避免制備的樣品灑落等現(xiàn)象，否則會造成樣品的測量結(jié)果偏低。

(3)最重要的是，此方法調(diào)節(jié)pH值時較容易調(diào)過量。在調(diào)整pH值時，先調(diào)整空白樣的pH值至剛好使廣泛pH值試紙變成黃色后，再過量1～2滴。記錄使用的氨水用量，空白樣的pH值調(diào)整過后可以重新吸取溶液。記錄好空白樣使用氨水的量(如 50 mL滴瓶配套的滴管使用了12滴管)后，開始調(diào)整樣品的pH值，樣品的氨水加入量在比空白樣少一滴管(即11滴管)后放入廣泛pH值試紙(因?yàn)閜H值試紙易脫色，會造成溶液變黃，影響后續(xù)顏色觀察)，然后開始逐滴加入，在滴加氨水的過程中須不停地將容量瓶內(nèi)的溶液搖勻，使廣泛試紙充分與其反應(yīng)而顯示其pH值。在測試pH值過程中，廣泛pH值試紙取用量越小越好。當(dāng)取用一整條廣泛pH值試紙時，氨水加入后會造成廣泛pH值試紙本身的黃色脫色，將溶液顏色染黃，造成后續(xù)調(diào)節(jié)pH值時不易觀察pH值試紙的顏色。向容量瓶內(nèi)滴加氨水時，盡量不要粘到內(nèi)瓶壁上，以免過量。

(4)若pH值調(diào)整過量(微量)，可以使用1+1鹽酸溶液將此pH值調(diào)整回來(一般需要大約1 mL的量)。如果過量太多,則須重新取樣分析樣品。否則溶液的酸度調(diào)整過量，加入的pH值為4.5的乙酸-乙酸鈉溶液就不能起到緩沖的作用，從而使樣品的吸光值偏低，結(jié)果不準(zhǔn)確。

為此做了4組試驗(yàn)，對比結(jié)果見表1。

表1 pH值調(diào)整情況對樣品吸光值的影響Table 1 Effect of adjusting pH value on absorptivity of samples

(5)比色時，溶液必須放置15～20 min，不能提前或推后比色。這是由于顯色反應(yīng)需要一定時間才能使溶液顏色穩(wěn)定。如果推后比色，由于空氣的氧化、試劑的分解或揮發(fā)等原因，溶液顏色會發(fā)生變化，造成測定結(jié)果不準(zhǔn)確。

(6)樣品分析完后須將所有接觸過單體的玻璃器具用洗衣粉水泡洗后放入烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，以便下個班的樣品分析隨時取用，及時地進(jìn)行樣品分析。

3 結(jié)語

氯乙烯單體中鐵含量的測定對取樣瓶和取樣的要求較為嚴(yán)格，樣品取樣后應(yīng)及時分析，尤其是測定過程須留意pH值的調(diào)節(jié)，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。應(yīng)盡量避免pH值調(diào)節(jié)過量造成結(jié)果不準(zhǔn)確和不能及時報出數(shù)據(jù)。在分析過程中若能夠避免以上注意事項(xiàng)，就能夠?yàn)樯a(chǎn)提供準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。