1 前 言
涂料工業的發展日新月異 , 需要我們不斷對各種不同涂料的性能、工藝和配方進行深入的分析和研究。綜合使用各種大型分析儀器對新的涂料產品進行分析測試 , 能準確地鑒定出產品材料中所含的各種組份及其比例 , 完成對其配方的分析工作 [ 1 ,2 ,3 ] 。本
文利用氣相色譜、紅外吸收光譜、 X 射線衍射和原子吸收光譜對一種涂料產品進行分析測試 , 從而鑒定出該種涂料的化學成分。
2 實驗部分
2 . 1 實驗儀器、設備及溶劑
HP6890 氣相色譜儀
BRUKER VECTOR 33 傅里葉變換紅外光譜儀
日本理學公司 D/ max - Ⅲ A 全自動 X 射線衍射儀
日立 Z - 5000 塞曼原子吸收光譜儀
TGL - 16B 高速木臺式離心機
甲苯 : 分析純
2 . 2 實驗方法
由于樣品是液狀涂料 , 考慮到其中會含有一定的溶劑或水 , 先對樣品進行蒸餾 , 蒸餾出的部分通過氣相色譜儀進行測試 , 測試結果 ( 見圖 1) 分析 , 可知其成分為水和甲苯。對比標樣的測定確定樣品中水和甲苯的含量。
對溶液樣品加熱 , 揮發其中的溶劑和水 , 成膜后的樣品通過重量法計算出固體含量。對薄膜樣品通過傅里葉變換紅外光譜儀進行測試 ( 見圖 2) 。紅外譜圖分析 , 在 1400cm -1 附近存在 C - O 的強寬吸收峰。而在 2510 ,1800 ,870cm -1 等處也存在明顯的紅外特征峰 , 這些特征峰與 CaCO 3 的紅外光譜相符 , 說明涂料中含有明顯的 CaCO3 填料。由于 CaCO 3 在 1400cm -1 附近的強寬吸收峰掩蓋了有機物的紅外吸收特征 , 須將無機物與有機物分離后再分別進行分析測試。
加熱烘干的薄膜樣品通過甲苯進行反復萃取 , 甲苯不溶物進行離心分離后 , 進行紅外光譜測試和 X 射線衍射測試 , 結果得到與 CaCO 3 化合物一致的紅外光譜圖和 X 射線衍射譜圖 ( 見圖 3 、圖 4) 。
甲苯萃取出的溶液涂于 KBr 晶片上 , 烘除溶劑后進行紅外光譜測試 ( 見圖 5) 。對其譜圖分析 , 由 3030 ,1600 ,1490cm -1 等處的紅外特征吸收說明苯環的存在 , 而在 756 和 700cm -1 的強吸收代表了苯環上單取代的振動吸收 , 此外在 1350 ,1070 ,1030cm -1 的吸收以及 2000 ～ 1700cm -1 處的倍頻吸收都說明苯乙烯聚合物的存在。 1450cm -1 的特強吸收和 970cm -1 的吸收則為丁二烯的紅外特征 , 分析表明有苯乙烯 - 丁二烯共聚物的成分存在。除此而外 ,1730cm -1 處的羰基吸收 ,1250 和 1170cm -1 附近產生的兩對 C -O -C 伸縮振動分裂的吸收譜帶 (1268 ,1240 ,1180 ,1150cm -1 ) 表現為聚...丙烯酸酯的紅外光譜特征 , 且為共混物的形式存在 [ 4 ,5 ] 。為了更進一步分析聚...丙烯酸酯的確切成分 , 將譜庫中苯乙烯 - 丁二烯共聚物的紅外光譜調出并與圖 5 的紅外光譜作差譜 , 對差譜后的結果( 圖 6) 進行分析 , 排除苯乙烯 - 丁二烯共聚物殘余譜線的干擾 , 對照標準譜圖可知其代表的成分為聚...丙烯酸甲酯。
以上分析結果表明該涂料的基料是聚...丙烯酸甲酯與苯乙烯 - 丁二烯共聚物的共混物。
涂料樣品在 600 ℃高溫條件下除去水和有機物 , 對殘渣中的 Ca 通過原子吸收光譜進行定量測試 , 然后可計算出樣品中 CaCO 3 的含量。
3 實驗結果
由以上測試結果進行分析計算可知 , 該涂料產品由苯乙烯 - 丁二烯共聚物與聚...丙烯酸甲酯共混物為基料 , 加入碳酸鈣作為填料 , 以甲苯和水稀釋而成。其中的各組分比例大致如下 :
水 30 %
甲苯 17 %
碳酸鈣 22 %
苯乙烯 - 丁二烯共聚物 , 聚...丙烯酸甲酯 31 %
