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  • 废塑料聚氯乙烯中氯含量的测定
  • 发布时间:2016-01-07 浏览次数:124
  •   随着塑料工业的发展,塑料制品的应用日益广泛,随之而来的是塑料废弃物的不断增长,对环境和生态的影响也越来越大白色污染“已经成为继大气和水污染之后的第三大污染,已引起广泛关注。

      在高炉炼铁中喷吹废塑料是消除白色污染的最佳途径之一。自1991年起德国就积极开发高炉喷吹塑料的技术,随后日本亦进行该项工作的工业试验。

      我国相关的开发研究亦在进行之中。混合废塑料中主要是聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯,而含氯废塑料的脱氯预处理很必要,安徽工业大学进行了实验室的研究。

      关于氯的分析,低含量测定应用较多的有氟离子选择电极测定、电位滴定和库仑滴定;常量测定应用较为普及的滴定分析为莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法;同时也偶见比浊法、显色光度法等。上述方法针对废弃塑料中氯的测定报道甚少。本文改进的氧瓶燃烧―佛尔哈德法,适用于测定PVC废塑料中的氯,条件容易控制,简便、快速,结果令人满意。

      实验部分1.1主要试剂及实验装置硝酸银标准溶液(0.05mol/L):用氯化钠基准试剂标定,计算出准确浓度硫氰酸铵标准溶液(0.05mol/L):用硝酸银标准溶液滴定,计算出准确浓度硫酸铁铵:氧氧化钠:2mol/L铬酸钾:饱和溶液氧气钢瓶、减压阀、流量计酸式滴定管:50mL1.2实验方法纸上,将样品用滤纸折叠包住并留出约1cm滤纸片,将其夹置在镍铬丝圈中,滤纸尾部留在外面。向燃烧瓶中加人10mL水、2mL氢氧化钠溶液、3滴过氧化向燃烧瓶中以260mL/min的流量通氧气5min,点燃滤纸尾部,迅速插入燃烧瓶中,塞紧塞子,倾斜燃烧瓶,握紧瓶盖,待样品完全燃烧后向瓶塞磨口间吹少量水,静置30min后打开瓶塞,吹洗,将试样溶液转移至锥形瓶中,煮沸5min,冷却后加人6 ~10mL硝酸,以硫氰酸铵标准溶液滴定至溶液呈红棕色为止。同时,按照实验方法做空白实验,实验结果扣除空白值。

      g结果与讨论2.1通氧流置通氧燃烧,将样品分解完全至关重要。采用纯度较高的聚氯乙烯作为试验样品,按照实验方法,改变通氧流量30~300mL/rnin,考对氯测定结果的影响。实验表明:氧气流量30~结果随通氧流量的增加而增加,试验现象为当流量小于120mL/min时,燃烧产生大量黑烟并有黑色残渣,120~240miymin时黑烟及黑色残渣逐渐变少,250mL/min时已不产生黑烟,250的氯达最高值且测定结果不再有变化。实验选择通氧流量为260mL/min 2.2通氧时间对试验样品,按照实验方法,改变通氧时间1~ 8min,考查对测定结果的影响。实验表明:通氧时间1~3.5min,燃烧中有黑烟,并有黑色残渣产生,随时间增加黑烟及残渣减少,所测得含量呈增加趋势,当通氧时间4min时燃烧达到完全,所测得含量最高,再增加时间无变化,实验选择通氧时间5min 2.3吸收液氢氧化钠浓度按照实验方法,考查吸收液中氢氧化钠浓度对氯测定结果的影响,改变氢氧化钠(2mol/L)加人量0.5~3.0mL,实验结果表明在0.5~1.5mL,所测氯含量逐渐增加,说明氢氧化钠加人量不足,达到1.5mL至3.0mL氯的含量没有变化,实验选择在10mL水中加2mol/L氢氧化钠2mL. 2.4吸收时间在实验条件下,改变吸收时间5收时间的影响,随吸收时间增加氯量增大,当时间在30min以后达最大且保持不变,实验选择吸收时间(即静止时间)35min. 2.5加热煮沸时间加热煮沸吸收液有利于氯的吸收,在实验条件下,煮沸时间2~5min氯的测定量增大,当时间在5min以后吸收达到完全,煮沸5、6、7、8min结果一致,实验选择加热煮沸6min. 2.6硝酸加入量佛尔哈德法仅适用于酸性溶液,因在中性或碱性溶液中指示剂铁铵矾中的Fe3+将生成沉淀,所以,在滴定前以硝酸调节试液酸度。按照实验方法,改变2mol/LHN03的加入量,考对测定的影响,实验表明加人量小于2mL时硝酸银加入后即会沉淀析出,加入2mol/LHN03 5~8mL能满足滴定要求。

      2.7过氧化氢的影响为使吸收液中的氯全部转化为氯离子,采用滴加氧化剂过氧化氢,加人量3~5滴,再加热沸腾分解剩余的过氧化氢,否则过氧化氢存在导致氯的结果偏低。

      BI样品分析3.1样品处理~35mg样品,用预先剪好的滤纸包好,将其紧紧夹在燃烧瓶塞下端的螺旋形镍铬丝上。燃烧瓶中加人2mL2mol/LNaOH、3滴过氧化氢、10mL水。控制流量在260mL/min,向空瓶中通氧5min,点燃滤纸尾部,迅速将其插人燃烧瓶中,握紧瓶塞,将瓶倾斜45度。待样品燃烧完全后,流水冷却,且不停摇动瓶子使燃烧气体能充分吸收,待瓶中已看不到白色烟雾时在瓶塞磨口处吹入少许蒸馏水(水在磨口间的渗透便于开启瓶塞),放置35min以后打开瓶塞,水吹洗瓶塞及瓶壁,加热煮沸6min,冷却后加3.2滴定分析8mL,摇匀之后,在不断摇动下从滴定管准确滴加过量的AgN03标准溶液(AgN03溶液的加入量视样品含量加人,以返滴定耗用NH4SCN标准溶液10~20mL为宜),加人指示剂40%铁铵矾溶液2 ~3滴,用力振荡下以NH4SCN标准溶液滴定过量的AgN03,滴定至溶液变为血红色轻轻摇动后也不消失为终点。

      按下列公式计算分析结果。同时,每批次按照分析程序做空白实验,实验结果扣除空白值。

      11结论采用聚氯乙烯(PVC)塑料进行氧瓶燃烧分解样品的条件实验,因其氯含量高达50%,且燃烧特性较差,所获取的样品分解条件完全适用于氯含量小于50%的聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等样品。

      本方法对多种废弃塑料中的含量进行了测定,有白色塑料管、白色塑料薄膜、红色塑料薄膜、矿泉水瓶子、市场出售的PVC建材管等。配合“高炉喷吹废塑料的基础研究”课题中的PVC热解脱氯处理实验,进行了不同原料的氯测定,不同热解温度下样品的氯测定。大批量样品分析表明,方法简便、快速,对5%以上氯的测定精密度、准确度均较好:C110%,7次测定相对标准偏差1.2%;外检样品(委托北京化学所分析)与自检结果吻合。C15%以下的测定误差较大。

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