FZT 50032-2015 聚丙烯腈基碳纖維原絲殘留溶劑測試方法

聚丙烯腈基碳纖維原絲殘留溶劑測試方法2015-07-14發(fā)布中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布1聚丙烯腈基碳纖維原絲殘留溶劑測試方法本標準規(guī)定了聚丙烯腈基碳纖維原絲殘留溶劑測試方法——氣相色譜法(方法A)、比色法(方法B)和汞鹽滴定法(方法C)。方法A和方法B適用于以二甲基亞砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑的聚丙烯腈基碳纖維原絲，仲裁時采用方法A。方法C適用于以硫氰酸鈉(NaSCN)為溶劑的聚丙烯腈基碳纖維原絲。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3291.1紡織紡織材料性能和試驗術(shù)語第1部分：纖維和紗線GB/T4146.1紡織品化學(xué)纖維第1部分：屬名GB/T4146.3紡織品化學(xué)纖維第3部分：檢驗術(shù)語GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義GB/T3291.1、GB/T4146.1和GB/T4146.3界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4氣相色譜法(方法A)4.1原理用水萃取聚丙烯腈基碳纖維原絲中的殘留溶劑，采用氣相色譜內(nèi)標法測試萃取液，計算得到溶劑殘4.2.1氣相色譜儀配有如下裝置：——毛細管分流/不分流進樣口；——FID檢測器；——柱箱，溫度滿足色譜分離條件；——記錄裝置、電子積分儀或色譜工作站。聚乙二醇毛細管柱或其他能夠滿足分離要求的毛細管柱，參考參數(shù)見表1。2表1分離用毛細管柱參考參數(shù)柱長/m內(nèi)徑/mm0.25材料熔融石英固定相聚乙二醇液層厚度/μm0.254.2.11水浴裝置：恒溫水浴振蕩器(室溫～100℃,控溫精度±1℃)或水浴鍋。4.3試驗用氣及化學(xué)試劑4.3.6二甲基亞砜(DMSO):分4.3.7二甲基乙酰胺(DMAC):分析純。開機后，待儀器穩(wěn)定至適宜的操作條件。參考值見表2。表2色譜條件參考值初始溫度/℃初始時間/min2升溫速率/(℃/min)終止溫度/℃保持時間/min2進樣器溫度/℃檢測器溫度/℃載氣流速/(mL/min)23FZ/T50032—2015表2(續(xù))分流比檢測器空氣流速/(mL/min)氫氣流速/(mL/min)尾吹氣流速/(mL/min)隔墊吹掃/(mL/min)2進樣體積/μL4.4.2標準曲線的制作4.4.2.1標準溶液配制DMAC,分別注入到5個100mL帶塞容量瓶中，在天平上精確稱量注射器注射前后質(zhì)量，質(zhì)量差值記為M,準確至0.1mg。加蒸餾水至容量瓶刻度線，加入10μL無水乙醇內(nèi)標，充分混勻。在測試線性范圍內(nèi)，可以配制其他濃度范圍的標準溶液。4.4.2.2吸取1μL上述標液，依次在氣相色譜進樣，每個標準溶液重復(fù)進樣2次，計算其峰面積平均值，記為As;內(nèi)標峰面積同樣計算平均值，記為A。。4.4.2.3用式(1)分別計算五個標準溶液樣品峰面積對內(nèi)標面積比Rs: (1)式中：Rs——第i個標準溶液樣品峰面積對內(nèi)標面積比，無量綱，i=1～5;As——第i個標準溶液樣品峰面積，單位為毫伏秒(mVs)或峰高單位秒(pAs),i=1～5;A??——第i個標準溶液內(nèi)標峰面積，單位為毫伏秒(mVs)或峰高單位秒(pAs),i=1～5。4.4.2.4以Rs對M。分別做出DMSO和/或DMAC標準曲線，線性相關(guān)系數(shù)≥0.99,方可使用，否則需重新配制樣品。4.4.3溶劑萃取稱取4g～5g纖維樣品，準確至0.01g,質(zhì)量記為W,放入250mL燒瓶中，加入100mL蒸餾水后，與球形冷凝管相連，放入電熱套內(nèi)。啟動加熱器，使樣品回流煮沸2h,冷卻至室溫。稱取4g～5g纖維樣品，準確至0.01g,質(zhì)量記為W,放入100mL密封試劑瓶中，加入100mL(V?)蒸餾水后旋緊瓶蓋，放入沸水或95℃恒溫水浴振蕩器中2h,取出密封試劑瓶并冷卻至室溫。4.4.4萃取液測試吸取50mL萃取液于50mL容量瓶中。加入5μL無水乙醇內(nèi)標，蓋上瓶蓋搖均勻。吸取1μL樣品，在氣相色譜進樣，儀器運行完畢，根據(jù)峰面積由標準曲線計算出所測溶劑量，記為M。樣品測試典型色譜圖見圖1:4FZ/T50032—2015圖1DMF、DMAC、DMSO及內(nèi)標乙醇典型色譜圖4.5結(jié)果計算溶劑殘留率按式(2)計算：PC?——溶劑殘留率；M——根據(jù)標準曲線計算出的所測溶劑的質(zhì)量，單位為克(g);W——所取樣品的質(zhì)量，單位為克(g)。以兩次平行試驗的算術(shù)平均值表示測定結(jié)果，數(shù)值按GB/T8170修約至三位小數(shù)。5比色法(方法B)5.1原理用水萃取聚丙烯腈基碳纖維原絲中的殘留溶劑，采用氣比色法測試萃取液，計算得到溶劑殘留率。5.2.1紫外/可見分光光度計：A段Ⅱ級。5.2.2石英比色皿：10mm配對。5.2.3刻度移液管：20mL。5.2.4容量瓶：100mL、1000mL。5.2.5分析天平：最小分度值0.1mg。5.2.6燒瓶：250mL。5.2.7冷凝管：50cm～100cm。5FZ/T50032—20155.2.8電熱套：容量250mL。5.2.10水浴裝置：恒溫水浴振蕩器(室溫～100℃,控溫精度±1℃)或水浴鍋。5.2.11棕色試劑瓶：1000mL。5.3化學(xué)試劑5.3.1蒸餾水：符合GB/T6682的三級水。5.3.2二甲基亞砜(DMSO):分析純。5.3.3二甲基乙酰胺(DMAC):分析純。5.4標準曲線的制作5.4.1標準溶液的配制5.4.1.1用天平稱取(10.000±0.001)gDMSO或DMAC,定量移入1000mL容量瓶中。加入蒸餾水至刻線，搖勻，為溶液M。每毫升溶液M含0.01gDMSO或DMAC。5.4.1.2準確量取10mL溶液M于一個1000mL容量瓶中。加蒸餾水至刻線，搖勻，為溶液N。每毫升溶液N含0.1mgDMSO或DMAC。5.4.1.3把溶液M和溶液N存放在棕色試劑瓶中。5.4.2標準曲線的繪制5.4.2.1用移液管準確量取5mL、8mL、10mL、12mL、15mL溶液N,分別加入100mL容量瓶中。加蒸餾水至刻線，并搖勻，這些溶液分別含5mg/L、8mg/L、10mg/L、12mg/L、15mg/L標樣。5.4.2.2用分光光度計在210nm波長下，測定5個試樣的吸光度，用蒸餾水作參比。5.4.2.3繪制吸光度對標樣含量(mg/L)的關(guān)系圖，計算回歸曲線的斜率K。5.4.3溶劑萃取按4.4.3進行。5.5樣品測試5.5.1用移液管移取5mL(V?)萃取液入100mL(V?)容量瓶中，加蒸餾水至刻線，并搖勻。5.5.2用紫外/可見分光光度計，在210nm波長下，用10mm的石英比色皿，測其吸光度，用蒸餾水作參比。5.5.3若纖維中殘留溶劑含量超出標準曲線的適用范圍，則要適當稀釋后再測試。5.6結(jié)果計算溶劑殘留率按式(3)計算：PC?——溶劑殘留率；K——標準曲線的斜率，單位為毫克每升(mg/L);A——樣品的吸光度；V?——萃取液稀釋后的體積，單位為毫升(mL);6V?——加入的萃取劑(見4.4.3)的體積，單位為毫升(mL);V?——移取的萃取液的體積，單位為毫升(mL);以兩次平行試驗的算術(shù)平均值表示測定結(jié)果，數(shù)值按GB/T8170修約至三位小數(shù)。6汞鹽滴定法(方法C)硫氰酸根與三價鐵(指示劑)反應(yīng)，生成硫氰酸根-鐵絡(luò)合離子而顯示紅色。用硝酸汞標準溶液滴定稱取5.0g硫酸鐵銨[FeNH?(SO?)?·12H?O=482.2]溶于適量水中，加10mL硝酸(6.3.1),稀釋稱取0.1g溴酚藍溶于乙醇中，并用乙醇稀釋至100mL。FZ/T50032—2015稱取0.5g二苯偶氮碳酰肼溶于乙醇中，并用乙醇稀釋至100mL。6.3.13硝酸汞標準溶液：c[1/2Hg(NO?)?]=0.05mol/L。警告：硝酸汞溶液屬于6.1類毒害品。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。稱取8.56g±0.01g硝酸汞[Hg(NO?)?·H?O]置于燒杯中，加8mL硝酸溶液(2mol/L,6.3.2),加少量水，將溶液移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。稱取0.1g(精確至0.0001g)500℃~600℃下灼燒至恒量并置于干燥器的基準氯化鈉試劑，置于250mL三角瓶中，加40mL水，再加入3滴溴酚藍指示劑溶液(6.3.11),逐滴加入硝酸溶液(2mol/L,6.3.2),使溶液由藍色變?yōu)辄S色，加1mL二苯偶氮碳酰肼指示劑溶液(6.3.12),用待標定的硝酸汞標準滴定溶液滴定至溶液由黃色變成紫色為終點。同時以水做空白試驗。硝酸汞標準滴定溶液的實際濃度按式(4)計算：c——硝酸汞標準滴定溶液的實際濃度，單位為摩爾每升(mol/L);m——氯化鈉基準試劑的質(zhì)量，單位為克(g);M?——氯化鈉的摩爾質(zhì)量的數(shù)值，M?=58.443,單位為克每摩爾(g/mol);V?——滴定消耗的硝酸汞標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL);Vo——空白消耗的硝酸汞標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。6.4樣品測試6.4.1在天平上稱取纖維樣品5g,準確至0.01g(W?)。放入500mL三角燒瓶內(nèi)，加入蒸餾水300mL,把纖維浸沒在水中，在100℃恒溫水浴鍋加熱1h,取出三角燒瓶冷卻至室溫。6.4.2用鑷子取出纖維試樣，放在布氏漏斗中抽濾洗滌，濾液倒入原來三角燒瓶中，再用50mL蒸餾水分三次淋洗，淋洗液一并移入原三角燒瓶中。6.4.3在三角燒瓶中，加入5mL鐵礬指示劑(6.3.10),3mL硝酸(6.3.1),此時溶液呈橘紅色，用硝酸汞標準溶液滴定至溶液無色為終點。6.5結(jié)果計算纖維中硫氰酸鈉含量按式(5)計算：PC?——纖維中硫氰酸鈉含量；c——硝酸汞標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L);V?——