离子色谱法测定PVB 树脂中的氯离子含量

2020-12-21申能美

安徽化工 2020年6期

申能美

（安徽皖维高新材料股份有限公司，安徽巢湖238002）

聚乙烯醇缩丁醛（简称PVB）树脂是以聚乙烯醇（PVA）和丁醛为合成原料，以盐酸为催化剂缩合而成的高分子化合物，其具有诸多优点，如良好的柔韧性，玻璃化温度低，很高的抗张强度和抗冲击强度，优良的透明度，良好的溶解性，很好的耐光、耐水、耐热和成膜性，与玻璃、金属等材料有很高的黏结力。因此，PVB 树脂不仅广泛用于航空、汽车、高层建筑的安全玻璃，也在黏合剂、玻璃钢制品、电器材料等领域得到了广泛应用[1-4]。

长期以来，我国PVB树脂的生产均采用二相法，所得PVB树脂产品从工艺中带入的杂质主要是残留的双氧水、氯离子和钠离子等。PVB工艺中的水洗工艺是产品质量稳定的关键工序，水洗不充分，残留的杂质（如氯离子和钠离子）较多，水洗越不充分，PVB产品中的残留物就越多[5-6]。

国内主要通过PVB 产品灰分含量反映其水洗质量，但实际发现，其值不能准确反映水洗质量，结果再现性差；同时，还因为灰分中的成分除水溶性杂质外，还包括水不溶物。因氯离子在水溶液中的渗透能力强，所以，检测PVB 水洗样中氯离子含量来间接反映PVB 水洗质量是可行的。目前测定PVB中氯离子的方法有硝酸银滴定法和硫氰酸汞分光光度法。硝酸银滴定法结果再现性较差，且终点颜色突变不明显，难以把握，不合适微量氯离子的测定；硫氰酸汞分光光度法测氯离子含量时，硫酸铁铵溶液的浓度及显色时间长短会影响显色效果，导致结果测量不准确。因此，探索准确检测PVB树脂中氯离子含量的方法具有重要意义。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

热电ICS-600 型离子色谱仪系统，采用电导检测器，4 mm×250 mm的Dionex IonPacAS22阴离子分析柱，4 mm×50 mm 的 Dionex IonPacAG22 保护柱，Dionex AERS500 4 mm 阴离子抑制器；电子分析天平，精确至0.1 mg，梅特勒托利多仪器（上海）有限公司。

氯离子标准储备溶液（1 000 μg/mL)；碳酸钠，碳酸氢钠（均为分析纯，纯度均大于99.5%）；超纯水。

1.2 仪器工作条件

设定阴离子抑制器电流为31 mA，色谱柱温度为30℃，进样量10 μL，流速1.2 mL/min；淋洗液为碳酸钠和碳酸氢钠的混合水溶液，其中碳酸钠和碳酸氢钠的浓度均为1.4 mmol/L。

1.3 标准溶液配制

用移液管从1 000 μg/mL 的氯离子标准储备溶液中分别移取0.0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL于100 mL容量瓶中，以超纯水稀释、定容至刻度，摇匀，得到浓度分别为 0 μg/mL、2.0 μg/mL、4.0 μg/mL、6.0 μg/mL、8.0 μg/mL、10.0 μg/mL 的氯离子标准工作溶液。

1.4 样品处理

称取500 mg 待测PVB 树脂粉末样品加入体积为100 mL 的超纯水中，然后置于超声波清洗器中超声处理20 min，得超声液。通过滤纸对超声液进行过滤，获得待测滤液后进样分析。

2 结果与分析

2.1 目标组分氯离子的定性分析

将处理后的PVB 待测滤液置于离子色谱仪上，同时对照氯离子标样，按照1.2设定的仪器条件进行检测，如图1 所示，通过与标样的保留时间对比分析，确定氯离子的出峰时间为4.573 min，峰形对称，且与其他杂质峰分离较好，无干扰，可用于定量分析。

图1 PVB滤液色谱测试结果

2.2 标准工作曲线的绘制

将配制好的标准溶液置于离子色谱仪上，按照1.2仪器设定的条件进行检测，以氯离子的峰面积与其相应的质量浓度进行线性回归，得到以氯离子质量浓度为自变量（x），以氯离子峰面积为因变量（y）的一元线性回归方程，方程所对应的曲线即为氯离子的标准工作曲线，结果如图2 所示，氯离子标准曲线方程为y＝0.081 9x-0.000 1，r2＝0.999 98，式中r为线性相关系数，方程拟合度高。结果表明，氯离子曲线线性好，线性范围在0～10 μg/mL之间，能满足定量分析要求。

图2 氯离子标准工作曲线

2.3 精密度实验

按照上述分析方法，对同一PVB 滤液中氯离子含量重复测定6次，所得结果如表1所示，6次重复测定相对标准偏差为2.82%，表明该方法的精密度较好。

表1 重复性实验结果

2.4 回收率实验

在已测定氯离子含量（0.57 μg/mL）的PVB 滤液中加入一定已知量氯离子进行加标回收实验，结果见表2。可以看出，样品的回收率为95%～106.1%，方法准确度较高，能满足定量分析要求。

表2 回收率实验结果

2.5 样品的测定

对单位生产的某批次PVB 样品按照上述1.4 样品处理方法得到PVB滤液，滤液进离子色谱仪进行分析，根据所测得的氯离子峰面积，利用上述绘制的标准工作曲线，获得待测滤液中氯离子的浓度C 为0.57 μg/mL，再按公式：

式中：w 为 PVB 样品中氯离子实际含量，%；C 为PVB 滤液中氯离子测定量，μg/mL；m 为称量的 PVB 质量，mg；V为离子色谱定量法进样体积，0.01 mL，计算获得待测PVB 树脂中氯离子的质量百分含量w=0.011%。结果表明，该PVB样品中氯离子含量较高，需要提高水洗工艺，进一步降低PVB中氯离子的残留量。