一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法技术

本发明专利技术提供一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，利用全自动电位滴定仪测定出聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量；其主要包括配制待测溶液步骤、空白滴定步骤、待测溶液滴定步骤。本发明专利技术用于提供一种能够快速、准确确定滴定终点的测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，从而提高准确性、时效性，以便更好的指导实际生产。与传统手工滴定法相比，本发明专利技术的操作简便、加液体积精确、搅拌速度均匀、终点突变灵敏，仪器能够自动滴定和停止反应，使得测试误差小，大大提高了检测效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法


[0001]本专利技术涉及一种聚合液中的残余丙烯腈含量测定
，特别是涉及一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯腈碳纤维是一种军民两用的战略性的重要原材料，被誉为“黑色黄金”，因具有高强度、高模量等优良性能，在航空航天、国防军事等各个领域被视为首选新型材料。
[0003]聚丙烯腈碳纤维主要通过丙烯腈和二甲基亚砜、硫氰酸钠等溶剂在一系列反应条件下聚合生成。为了保证碳纤维产品质量，需要对聚合液中残余丙烯腈含量进行精确控制。为纺出优质原丝，聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量应严格控制在0.1％以下，如果残留量过高，单体极易在热水牵伸后挥发，留下孔洞而影响原丝质量。
[0004]测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，目前没有国标可以借鉴，在一些书籍如蔡小平等编著的《聚丙烯腈基碳纤维生产技术》中，对聚合液中的残余单体的检测方法描述，其测定原理是将丙烯腈与亚硫酸钠水溶液进行加成反应，生成NaOH后用盐酸或硫酸溶液进行中和，其检测方法是采用人工指示剂滴定法。在《一种碳纤维生产过程中纺丝原液残余丙烯腈单体含量的确定方法》(CN 106370773)的专利中，也是采用人工滴定的方法测定聚合液中残余丙烯腈含量。
[0005]上述方法可在一定程度上满足检测要求，但也存在一定的弊端。因为化学滴定的最大精度要求为0.01％，人工滴定精度接近化学滴定极限，而对于精度要求更高的检测项目，如果继续采用人工滴定会引入很大的误差，导致实验结果不准确，无法正确指导实际生产。同时采用人工滴定方法，不同的操作人员、不同的实验室环境条件对同一样品的检测结果影响非常大。这是因为人工滴定法是通过观察指示剂颜色变化来确定滴定终点，而不同的人由于受实验室环境光线、实验器材材质如玻璃厚度和颜色、指示剂浓度、待测溶液本身等对颜色的识别有影响，且终点突变不是很明显，使得实验终点常常因人为判断不准使实验结果误差偏大，以致于给生产过程的精准控制带来一定困扰。此外，如果需要检测的样品量较大时，人工滴定消耗时间比较长，不能批量检测，完全占用了其他检测项目的工作时间，时效性较差，也会使得人与酸接触机会增大。
[0006]因此，有必要寻求一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，使其具有检测速度快、误差范围小、终点精准确定的方法。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，主要目的在于提供一种能够快速、准确确定滴定终点的测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，从而提高准确性、时效性，以便更好的指导实际生产。
[0008]为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
[0009]一方面，本专利技术的实施例提供一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方
法，其中，利用全自动电位滴定仪测定出聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量，其包括如下步骤：
[0010]配制待测溶液步骤：将设定质量的聚丙烯腈聚合液样品和设定体积的溶剂配制成待测溶液；
[0011]空白滴定步骤：准备设定体积的溶剂，采用全自动电位滴定仪，用碱标准液进行滴定，滴定至第一设定pH值时停止，其中，消耗所述碱标准液的体积记为V
02
；
[0012]准备设定体积的溶剂，向其中加入亚硫酸钠溶液，然后，通过全自动电位滴定仪，用酸标准液进行滴定，滴定至第二设定pH值时停止，其中，消耗所述酸标准液的体积记为V
01
；
[0013]待测溶液滴定步骤：通过全自动电位滴定仪，用碱标准液对所述待测溶液进行滴定，滴定至第三设定pH值，向其中加入亚硫酸钠溶液，再利用酸标准液进行滴定，滴定至第四设定pH值时停止，记录消耗酸标准液的体积V；根据V、V
01
、V
02
、碱标准液的浓度C
碱
、酸标准液的浓度C
酸
及聚丙烯腈聚合液样品的质量m计算出聚丙烯腈聚合液样品中的残余丙烯腈含量。
[0014]优选的，第一设定pH值为10.60
‑
10.65，优选为10.62。
[0015]优选的，第二设定pH值为10.50
‑
10.57，优选为10.55。
[0016]优选的，第三设定pH值为10.60
‑
10.65，优选为10.62。
[0017]优选的，第四设定pH值为10.38
‑
10.47，优选为10.40
‑
10.45；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液为未脱单的聚合液，则所述第四设定pH值为10.38
‑
10.42，优选为10.40；若所述聚丙烯腈聚合液为脱单的聚合液，则所述第四设定pH值为10.43
‑
10.47，优选为10.45。
[0018]优选的，在所述配制待测溶液步骤中：所述设定质量为0.5
‑
2g；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液样品为聚合前期的样品，则设定质量为0.4
‑
0.6g，优选为0.5g；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液样品为聚合后期的样品，则设定质量为1.4
‑
1.6g，优选为1.5g；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液样品为脱单后的样品，则设定质量为1.9
‑
2.1g，优选为2g。
[0019]优选的，在所述配制待测溶液步骤及空白滴定步骤中：所述溶剂包括DMSO和水；优选的，在所述设定体积的溶剂中：DMSO的体积为28
‑
35mL，优选为30mL；水的体积为45
‑
55mL，优选为50mL。
[0020]优选的，在所述配制待测溶液步骤中：将聚丙烯腈聚合液样品放置于容器中，然后向其中加入DMSO，将容器封口后，进行搅拌溶解；待聚丙烯腈聚合液样品全部溶解后，打开容器口，向其中加入水，摇匀，得到待测溶液；然后将容器封口待用；优选的，采用封口膜封口；优选的，容器选用烧杯；优选的，先通过取样勺将聚丙烯腈聚合液放到容器的底部，并确保聚丙烯腈聚合液未沾到容器的侧壁；优选的，搅拌溶解的时间为25
‑
30min；优选的，容器中放入聚四氟乙烯转子，以进行搅拌溶解。
[0021]优选的，在所述空白滴定步骤及待测溶液滴定步骤中：所述碱标准液的浓度为0.05
‑
0.1mol/L、所述酸标准液的浓度为0.05
‑
0.1mol/L；和/或所述碱标准液选用NaOH标准液；所述酸标准液选用1/2H2SO4标准液；和/或在空白滴定步骤中，所加入的亚硫酸钠溶液的浓度为1
±
0.05mol/L，体积为20
±
0.1mL；和/或在待测溶液滴定步骤中，所加入的亚硫酸钠溶液的浓度为1
±
0.05mol/L，体积为20
±
0.1mL。
[0022]优选的，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，其特征在于，利用全自动电位滴定仪测定出聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量，其包括如下步骤：配制待测溶液步骤：将设定质量的聚丙烯腈聚合液样品和设定体积的溶剂配制成待测溶液；空白滴定步骤：准备设定体积的溶剂，采用全自动电位滴定仪，用碱标准液进行滴定，滴定至第一设定pH值时停止，其中，消耗所述碱标准液的体积记为V
02
；准备设定体积的溶剂，向其中加入亚硫酸钠溶液，然后，通过全自动电位滴定仪，用酸标准液进行滴定，滴定至第二设定pH值时停止，其中，消耗所述酸标准液的体积记为V
01
；待测溶液滴定步骤：通过全自动电位滴定仪，用碱标准液对所述待测溶液进行滴定，滴定至第三设定pH值，向其中加入亚硫酸钠溶液，再利用酸标准液进行滴定，滴定至第四设定pH值时停止，记录消耗酸标准液的体积V；根据V、V
01
、V
02
、碱标准液的浓度C
碱
、酸标准液的浓度C
酸
及聚丙烯腈聚合液样品的质量m，计算出聚丙烯腈聚合液样品中的残余丙烯腈含量；其中，第一设定pH值、第二设定pH值、第三设定pH值及第四设定pH值的取值均在10.30
‑
10.65的范围内。2.根据权利要求1所述的测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，其特征在于，第一设定pH值为10.60
‑
10.65，优选为10.62；和/或第二设定pH值为10.50
‑
10.57，优选为10.55；和/或第三设定pH值为10.60
‑
10.65，优选为10.62；和/或第四设定pH值为10.38
‑
10.47，优选为10.40
‑
10.45；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液为未脱单的聚合液，则所述第四设定pH值为10.38
‑
10.42，优选为10.40；若所述聚丙烯腈聚合液为脱单的聚合液，则所述第四设定pH值为10.43
‑
10.47，优选为10.45。3.根据权利要求1或2所述的测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，其特征在于，在所述配制待测溶液步骤中：所述设定质量为0.5
‑
2g；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液样品为聚合前期的样品，则设定质量为0.4
‑
0.6g，优选为0.5g；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液样品为聚合后期的样品，则设定质量为1.4
‑
1.6g，优选为1.5g；优选的，若所述聚丙烯腈聚合液样品为脱单后的样品，则设定质量为1.9
‑
2.1g，优选为2g。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，其特征在于，在所述配制待测溶液步骤及空白滴定步骤中：所述溶剂包括DMSO和水；优选的，在所述设定体积的溶剂中：DMSO的体积为28
‑
35mL，优选为30mL；水的体积为45
‑
55mL，优选为50mL。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的测定聚丙烯腈聚合液中的残余丙烯腈含量的方法，其特征在于，在所述配制待测溶液步骤中：将聚丙烯腈聚合液样品放置于容器中，然后向其中加入DMSO，将容器封口后，进行搅拌溶解；待聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷爱民，王秀秀，李旭东，刘晓琴，武建鹏，段瑞云，周国十，王云生，
申请(专利权)人：山西钢科碳材料有限公司，
类型：发明
国别省市：