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1、A.20. 聚合物在水中的溶解/析出特性1. 方法此处所描述的方法是世界经济合作与发展组织 TG 120 (1997)译本修订 版的一份复制。有关技术工艺的进一步信息在参考(1)中给出。1.1. 简介对于某些聚合物而言，例如乳状聚合物，此处陈述的方法能够被实施之 前，进行初始的准备工作是必要的。此方法不适用于液体聚合物，也不 适用于在测试条件下与水发生反应的聚合物。当此方法不可行或者不可 能的时候，溶解/萃取行为可以通过其他的方法进行研究。在这些情况下， 应该提供所使用方法的全部的细节性资料和理由。1.2. 标准物质无1.3 试验方法的原理聚合物在水介质中的溶解/萃取行为可以通过使用烧瓶方法(
2、见 A.6 水溶 性，烧瓶法)以及下面叙述的修正来确定。1.4. 质量标准无1.5. 试验方法的描述1.5.1. 实验设备此方法要求有下列设备：-粉碎装置，例如，产生已知尺寸大小的微粒的研磨器-带有可温控调节的摇晃设备-薄膜滤器-合适的分析装置-标准化滤网1.5.2. 样本的准备一份代表性样本已经首先通过合适的过滤装置被精简到微粒大小，在0.125 毫米到0.25毫米之间。为了样本的稳定性或者研磨过程，可能要 求将样本冷却。橡胶质的原料能够在液氮温度中被粉碎(1)。如果所要求的微粒尺寸达不到，那么就要尽可能的采取方法使微粒尽可 能的小，并且报告结果。在报告中，有必要说明测验进行之前被研磨好 的
3、样本是以什么样的方式储存的。1.5.3. 过程三份测试物质的各 10 克的样本被称好分别放入三个有着玻璃塞的器皿 中。，并且向每个器皿中加入1000 毫升的水。如果操作10克聚合物的 量证明是不可行的，那么可操作的次高量应该被应用，而且水量也要相 应的作出调整。器皿被玻璃塞紧紧塞住，同时在20 C 下摇晃。可以使用一个能够在常 温下运行的摇晃或者搅拌装置。24 小时后，每个器皿的内含物都被离心 分离或者过滤，然后清澈的水溶液部分的聚合物浓度可以通过合适的解 析方法测得。如果没有这样一种适合水溶液的合适的解析方法，那么就 要通过滤渣或者分离残余物的干燥重量来估算全部的溶解/萃取。通常需 要在数量
4、上一面区别杂质和附加物，另一方面区别低分子量种类。在重 量分析测定法的情况下，为了说明实验过程中的残余物，完成一张非测 试物质的表格是很重要的。温度在37 C的，pH值在2和9之间的聚合物在水中的溶解/萃取行为 可以用如上所描述的20 C 下,实验操作的方法确定。PH值的获得可以 通过附加的缓冲溶液、合适的酸或者酸基，像盐酸，乙酸，分析纯的钠 或钾的氢氧化物或者 NH3。依赖于所使用的分析方法，可以进行一个或两个测验。对于聚合物成分 水溶液的直接分析，当十分详细的方法可以应用时，上述一项测验就被 满足。但是，当这样的的方法不能应用，而通过仅仅测定水提物中总有 机碳(TOC )来对溶解/萃取行为
5、进行分析是有限的，那么应该操作另外的 一种测试。这一项测试也应该一式三份地操作，使用十分之一倍的聚合 物样本，并且相同的水量，如同第一项测试中使用的一样。1.5.4. 分析1.5.4.1. 使用单一样本的测试有些方法可以适用于聚合物成分在水溶阶段的直接分析。可选择地，通过测定溶解部分的总含量并且对非聚合物种类组成物进行 调整，来间接地分析聚合物成分的溶解/萃取，这种方法也能够被考虑应 用。对于全部聚合物种类的水溶阶段的分析是可能实现的： 通过充分灵敏的方法，例如：-TOC使用过(二)硫酸盐或者重铬酸盐重铬酸盐浸提去产生二氧化碳，接下来是通过红外辐射或化学分析的估算；-原子吸收光谱法(AAS)或
6、者它的感应耦合等离子体(ICP)发射，适合于内含硅或金属的聚合物；-UV适合芳基聚合物的吸收或荧光光谱测定法；-LC-MS适合低分子量样本；或者利用真空蒸发水提物和分光镜 (IR, UV, 等等)或者对残余物的AAS/ICP 分析。如果如此的水溶阶段分析在实践中是不可行的，那么水提物应该通过一 种与水不相溶的有机溶剂例如，氯代烃类来实现萃取。然后溶剂被蒸发 干燥，为已通报的聚合物含量对残余物进行如上的分析。为了测定聚合 物自身的溶解/萃取的程度，所有在残余物中被确定的杂质和附加物都要 被减去。当出现了杂质或附加物的相对比较大的数量，有必要去进行残 余物的、诸如高性能液相色谱或者气相色谱的分析，
7、以将杂质从单体和 单体衍生种类中区别开来，这样聚合物自身的真实含量就能够被测定 了。在这些例子中，有机溶剂的简单蒸发至干燥和干燥残余物的称重要做到 充分。1.5.4.2. 两种不同样本操作的测试所有的水提物都应用 TOC 方法进行分析。对于未溶解/不能萃取的样本部分应用重量分析测定法进行测定。如果在对每一个器皿的内含物进行离心分离或者过滤之后，聚合物的残 余物保持依附在器皿壁上的状态，那么应该用滤出液漂洗器皿直到器皿 中所有可以看到的残余物都被清洗干净。接下来，滤出液再次被离心分 离或过滤。保留在过滤器或离心分离机管道内的残余物在40C真空条 件下被干燥并且称重。干燥行为要一直进行直到达到一个
8、恒定的重量。2. 数据2.1. 单一样本操作的测试三个烧瓶中的每一个独立的测试结果和平均值要给出，并且其表示单位 为每体积溶液中的质量（典型的是毫克/升）或者每聚合物样本质量中的 质量（典型的是毫克/克）。另外，样本的损失重量（以溶质质量除以初 始样本质量计算）也应该给出。相对标准偏差（RSD）也要计算出来。全 部物质的独立数据要给出（聚合物+主要附加物等等），还有聚合物的 单独数据（也就是，减去这些附加物）。2.2. 两个不同样本的操作测试两个三重实验的水提取物的独立 TOC 值和各个试验的平均值应以每单 位体积的溶液的质量给出（如mgC/1）,同时给出初始样品单位重量的 质量（如 mgC/
9、g）。如果样品/含水率高或低时结果都没有不同,就表示所有可提取的成分都 已被完全提取。这时,通常不需要直接的分析。残余物的重量应以样品初始重量的百分率形式给出。每个实验都要计算 平均数。得出的百分数与100的差距表现出原样的可溶和可提取物质所 占的百分比。3. 报告3.1. 测试报告测试报告必须包含下列信息：3.1.1 测试物质：-关于物质的可利用的信息（物质本身特性，附加物，杂质，低分子量 种类的含量）3.1.2. 实验条件：-实验所用程序和实验条件的描述；-分析和检测方法的描述。3.1.3. 实验结果：-以毫克/升表示的溶解/萃取结果；不同溶液中萃取实验的独立值和平 均值，并细分为聚合物含量和杂质、附加物，等等。-聚合物的以毫克/克表示的溶解/萃取结果-在测量情况下的水提物的TOC值，水提物的重量和计算出的百分比-每种样本的pH值-关于表格值的信息-两个测试过程中，在需要之处说明测试物质化学不稳定性的参考-步骤和分析过程-对于实验结果的解释有重要意义的所有信息。4. 参考文献DIN 53733 (1976) Zerkleinerung von Kunststofferzeugnissen fur Prufzwecke.
