工業聚磷酸銨 - 平均聚合度的測定(端基滴定法)

HG/T 2770-2020 工業聚磷酸銨

范圍
本標準規定了工業聚磷酸銨的分類、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、標簽、包裝、運輸、貯存。
本標準適用于工業聚磷酸銨。該產品主要用作涂料、造紙、塑料、橡膠、紡織、木材及有機建材等制品的阻燃添加劑等。

分子示性式
(NH₄)_n+2PnO_3n+1  (n為20～3000之間)

分類
工業聚磷酸銨分為兩種型號:
——Ⅰ型為高平均聚合度產品；
——Ⅱ型為低平均聚合度產品。

外觀
白色或灰白色粉末或顆粒。
工業聚磷酸銨按本標準規定的試驗方法檢測應符合表1的規定。


試驗方法
平均聚合度的測定
端基滴定法(適合Ⅱ型產品)

原理
用陽離子交換樹脂將溶液中的銨離子交換為氫離子，利用氫離子與聚磷酸根端基磷定量結合的原理，以電位滴定法測定試料的端基磷含量。 二倍總磷(二倍五氧化二磷) 含量與端基磷含量之比即為平均聚合度。

試劑或材料
鹽酸溶液: 1+1。
氫氧化鈉標準滴定溶液: c(NaOH)≈0.1mol/L。
H型-732離子交換樹脂。

儀器設備
離子交換柱: 玻璃管內徑10mm， 長400mm，配有玻璃旋塞。
酸度計: 精度為0.02pH單位。 配有玻璃電極、飽和甘汞電極或復合電極。

試驗步驟
離子交換柱的制備
將離子交換柱固定在架上，關上活塞，在柱子底部填1cm厚的玻璃棉，倒入約10mL水浸濕，將樹脂倒入柱內，使樹脂床高為300mm。用鹽酸溶液浸沒備用。
樹脂的再生
每次試料洗脫分離完畢，用200mL鹽酸溶液流過樹脂床且浸泡過夜使樹脂再生。使用前用50mL鹽酸溶液流過柱子。關閉交換柱活塞，將柱子充滿水，塞上橡皮塞，倒轉幾次使樹脂松動，排出空氣泡。將柱子豎直固定在架上，用水先慢速洗滌樹脂，然后以5.5mL/min～6.0mL/min流速洗至流出液為中性(用pH試紙檢驗)。維持液面高于樹脂層1cm，關閉交換柱活塞，備用。
試驗
稱取約0.5g試樣，精確至0.0002g，置于100mL燒杯中，加入10mL水，充分攪拌后，用水作洗脫溶液，控制柱流速為5.5mL/min～6.0mL/min，洗滌至流出液為中性(用pH試紙檢驗)。收集洗滌液于250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。移取100mL試驗溶液于250mL燒杯中，將燒杯置于電磁攪拌器上，放入電磁攪拌子，開動攪拌器，用校準后的酸度計測量。用氫氧化鈉標準滴定溶液調整pH約為3，將滴定管調為零點，然后用氫氧化鈉標準滴定溶液滴定，記錄每次加入氫氧化鈉標準滴定溶液后的總體積和對應的pH值。當pH在4～6和7～9這兩個范圍時，每次只加0.10mL。計算出ΔpH和Δ²pH。ΔpH出現最大值后再記錄一個pH值。

試驗數據處理
滴定端基磷所消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液的體積V，按公式(3) 計算:

式中:
V₂——pH在7～9之間時，ΔpH出現最大值前所加入氫氧化鈉標準滴定溶液的總體積數值，單位為毫升(mL)；
b₂——pH在7～9之間時，Δ²pH最后一次正值；
B₂——pH在7～9之間時，Δ²PH最后一次正值與第一次負值絕對值之和；
b₁——pH在4～6之間時，Δ²pH最后一次正值；
B₁——pH在4～6之間時，Δ²pH最后一次正值與第一次負值絕對值之和。
平均聚合度X，按公式(4)計算：

式中：
ω₁——測得的五氧化二磷(P₂O₅)質量分數，%；
c  ——氫氧化鈉標準滴定溶液濃度的準確數值， 單位為摩爾每升(mol/L)；
M ——五氧化二磷(1/2 P₂O₅)的摩爾質量數值， 單位為克每摩爾(g/moL)(M=70.97)；
V ——滴定端基磷所消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液的體積數值， 單位為毫升(mL)；
m ——試料質量的數值， 單位為克(g) 。
取平行測定結果的算術平均值為測定結果。 兩次平行測定結果的絕對差值不大于1。


京都電子KEM 自動電位滴定儀 AT-710S