单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,涂料成分分析,涂料成分分析,1,涂料成分分析,涂料产品通常含有各种不同的成分，包括,高分子成膜材料,、,溶剂、各种有机或无机添加剂以及无机填料,等，要对其成分进行剖析，需要对样品进行分离和纯化，然后通过不同的仪器测试和分析。,涂料成分分析涂料产品通常含有各种不同的成分，包括高分子成膜材,2,对其中的高分子和有机添加剂的定性分析，需要用波谱(红外、核磁、紫外吸收等)检测方法；对其中的无机元素，可通过电镜x射线能谱、X荧光光谱仪、等离子发射光谱等行测试；对无机化合物的定性分析，可采用红外、拉曼或x射线衍射等的方法；而对样品的定量分析，可通过化学分析法或原子吸收光谱和等离子发射光谱的方法来完成。,对其中的高分子和有机添加剂的定性分析，需要用波谱(红外、核磁,3,总之，对涂料这种多成份体系的剖析，需要通过各种分析方法互相补充、印证和综合分析，才能准确地鉴定出产品材料中所含各种组份及其比例，完成对其配方的分析工作。,总之，对涂料这种多成份体系的剖析，需要通过各种分析方法互相补,4,未知涂料样品的剖析,未知物样品剖析,(analyses methods of unknown sample)又叫做综合分析，它是从未知物的剖析需求出发，综合考虑并采取不同的分离、提纯的物理、化学的技术和方法，将未知物样品中的各个组分分离开并进行纯化，再采用不同的分析仪器设备，通过多种化学或物理分析测试手段的综合运用，对未知物质的化学成分进行分析、鉴定并最终对未知样品中组分进行定量和定性的分析工作，它是与合成、加工及应用研究密切相关的一门交叉学科，是与科学和生产实践关系紧密的一种分析技术。,未知涂料样品的剖析 未知物样品剖析(analyses,5,未知物样品剖析这项工作需要完备的分析测试设备与手段，包括：核磁共振波谱仪、红外光谱仪、红外光谱一气相色谱联用、气相色谱一质谱联用仪、液相色谱一质谱联用仪等高精尖设备，并且需要分析技术人员有丰富的理论知识和实践经验。它不但要求剖析工作者应具备深厚的化学基础、分离技术、化学分析技术，更重要的是要具备多种现代仪器分析(NMR、MS、IR、UV、GC、GCMS、HPLC、HPLC-MS、XRay等)技术以及这些技术的灵活运用和综合分析的能力。,未知物样品剖析这项工作需要完备的分析测试设备与手段，包括：核,6,样品剖析基本思路与程序,1样品剖析基本思路,首先对未知样品进行初步分析鉴定(目测、试验等)，然后根据需要，利用未知样品组分化学和物理性质上的差异进行分类，结合化学、物理的分离技术、不同分析仪器以及计算机软件系统，然后进行预分离、分离、纯化，将未知样品的各个组成逐一分离开，再用各种分析方法和精密大型分析仪器进行定性、定量分析，最后根据分析得到的各种数据进行合成、仿制或创新。,样品剖析基本思路与程序,7,2样品剖析程序,在剖析工作开始前设计未知样品剖析程序可以大大改善未知样品分离、鉴定过程的选择性、通用性，可缩短剖析时间，减少盲目性，提高分析鉴定的准确性和可靠性。如图11一l所示是剖析的一般程序。,2样品剖析程序,8,涂料成分分析课件,9,未知样品剖析方法步骤,1了解样品尽可能多的信息,样品剖析前，首先要对样品的来源、用途、外观、固有特性、使用范围及可能的组分等有关信息进行了解和调查，取样要注意厂家、商标、批号、包装、贮存条件等信息(确保来源可靠、有代表性)，确保样品来源的可靠性和代表性。样品的使用环境和施工工艺对于剖析具有重要的参考价值，对样品的用途、应用性能的了解，可得到一些重要的结构成分信息，这些信息可从有关图书、期刊、科技报告、会议资料、学位论文、专利、技术标准以及产品说明书等获得。,未知样品剖析方法步骤 1了解样品尽可能多的信息,10,样品的用途和背景可为剖析提供思考问题的方向，比如溶剂型黏合剂、水乳型黏合剂、表面活性剂、增塑剂等样品的剖析是有思路可循的，一个正确的思路可以把样品的成分类型集中在某一大类化合物，尽管这类化合物种类很多。根据用途背景还可以查阅文献资料，为剖析提供参考，这也是常用的经典方法。但最终还是要由分析数据来决定剖析结果。实际上样品背景只是参考，剖析的关键是证据，也就是分析测试的数据以及对这些数据科学地综合分析(不能含主观的、经验性的判断)。,涂料成分分析课件,11,2考察样品的一般性质,确定样品的属性(无机物或有机物)后，对样品的外观进行目测(物理状态、透明度、颜色、气味、光泽度)或简单地进行测试(如对韧性、光泽、密度、黏度、熔点、沸点、折射率、电导率、溶解性能等物理性质进行考察)。,2考察样品的一般性质,12,3样品的分离、纯化和纯度鉴定,(1)样品预处理,不同的样品，不同的仪器和方法，对样品的预处理有不同的要求。如有些样品需要经过灰化、溶解处理，有些样品需要富集和提取等。,(2)样品的分离、纯化与制备,分离、纯化与制备样品是剖析工作过程中遇到的大难题之一。纯化分离方法，最常用的方法是色谱法，如：气相色谱法、液相色谱法、离子交换色谱法以及硅胶柱色谱法、逆相分配柱色谱法等，溶剂萃取法是常用的提纯分离法之一。另一常用的分离、纯化与制备方法是对样品中的化合物进行溶解度分组，可将未知物归为某一组后，然后就在这一组中进行探索，这样大大缩小探索范围，以便迅速获得鉴定结果。,如可以根据化合物在,水、乙醚、5盐酸、5氢氧化钠溶液、5碳酸氢钠溶液以及浓硫酸,六种溶剂中的溶解行为，将它们分组。,3样品的分离、纯化和纯度鉴定,13,(3) 通过物质的光谱性质、电化学性质以及生物活性等运用电子技术对未知成分、结构进行分析.,对于有机物的结构分析, 常用的有：UV一Vis光谱，红外一拉曼光谱，NMR和MS等。采用波谱技术可剖析涂料中的高聚物、交联剂、流平剂等的化学结构，成分间的相对比例。其中的无机填料分离以后可以采用IR和x射线法剖析。,随着科学技术的进步，现在已经有多种成熟的联用技术，常采用的有：GC一MS、LC一MS、GC一IR联用以及串联质谱等联用技术。要达到自如的综合运用各种谱学结构信息，不仅要有娴熟的谱学理论知识，还要有丰富的实践经验。,(3) 通过物质的光谱性质、电化学性质以及生物活性等,14,4定量分析,根据测出成分的性质，选用合适的方法进行定量，可用容量法、分光光度法、色谱法、电化学分析方法等。,5合成、加工和应用性能测试研究,对前四步获得的信息加以概况和总结，取出需要的特别信息并加以创造性的利用。对于新产品开发为目的的剖析开发与分析的完好结合，分析者应与开发者一起利用所获信息，积极探索、反复试验，为新产品的开发献计献策，成为新产品开发的积极参与者。,4定量分析,15,涂料剖析的一般程序,涂料的用途一结构一成分之间有着密切的关系，用途不同，组成区别很大。因此，在做涂料剖析前需要对涂料的用途有一个基本的了解，根据获得的信息判断该涂料属于哪种涂料(水性涂料、粉末涂料、有机溶剂类涂料)，再结合该涂料的功能大致地判断可能有的物质。例如，不粘涂料可以根据使用功能判断是有机硅还是含氟类涂料，如果工艺为高温烧结，就可能为含氟涂料。如图11-2所示是关于涂料剖析需要了解的样品信息。,涂料剖析的一般程序 涂料的用途一结构一成分之间有着密切,16,涂料成分分析课件,17,一种水溶性涂料产品综合分析,利用红外吸收光谱、电镜/x射线能谱和原子吸收光谱和化学分析等方法对一种水溶性涂料产品进行分析测试，并根据检测结果综合分析，确定该种涂料中的化学成分及其含量，提供了一种涂料成分剖析的实例。,一种水溶性涂料产品综合分析利用红外吸收光谱、电镜/x射线能谱,18,实验仪器、设备及溶剂：,傅里叶变换红外光谱仪；扫描电镜能谱仪；塞曼原子吸收分光光度计；马弗炉；丙酮(分析纯)；甲醇(分析纯)。,样品：进口水溶性涂料,实验仪器、设备及溶剂：,19,实验方法:,样品制备: 取干净空烧杯，样品摇匀后倒入烧杯中，样品倒人前后分别称重并计算提取的样品重量。,在定性分析过程中采用烘干、萃取、高温灼烧等方法对样品进行分离处理，对分离后的试样分别进行红外光谱和扫描电镜能谱测试。,实验方法:,20,定性分析：,首先加热烘干去除样品中的水分，称重计算挥发的,水含量,。烘干后的样品成片状，剪成碎片后放入索式萃取器，用,丙酮连续萃取,3 h。萃取完成后倒出萃取物(并用丙酮反复洗涤瓶壁后倒出)，待溶剂挥发后,称重计算丙酮溶出物,含量。对丙酮萃取物用丙酮溶解涂于KBr晶片上，烘除溶剂成膜后通过傅里叶变换红外光谱仪进行测试(测试结果见图1)。,红外谱图在1510、830m,-1,处的谱带属于对位取代苯环的吸收，1247cm,-1,处的强吸收带对应芳香醚的反对称伸缩振动，1040cm,-1,谱带属于脂肪族醚的吸收，l608、l583cm,-1,处的吸收为芳烃的环振动吸收。,经检索比较谱图与双酚A型环氧树脂的红外光谱相符。,定性分析：,21,涂料成分分析课件,22,丙酮不溶部分烘除溶剂后称重并放人索式萃取器中，用,甲醇连续萃取3h,。萃取完成后倒出萃取物(并用甲醇反复洗涤瓶壁后倒出)，待溶剂挥发后称重计算,甲醇溶出物,含量。甲醇萃取物挥发溶剂后呈白色粉末状，提取约1mg样品与KBr混合后压片，测其红外光谱。,红外光谱分析，谱图在1410cm-1叫和1560cm-1处呈现的强特征吸收峰为COO,-,的对称和反对称伸缩振动，结合1021、807、643、524cm,-1,等处的吸收特征，对照标准谱图可确定其成份为乙酸钠。,丙酮不溶部分烘除溶剂后称重并放人索式萃取器中，用甲醇连续萃取,23,涂料成分分析课件,24,丙酮和甲醇不溶部分的烘干物为膜状样品，称重计算萃余物含量，经红外谱图分析，在1052 cm,-1,附近存在C-O的强宽吸收峰是醚和缩醛引起的吸收，结合945、1373、1455 cm,-1,等处的吸收峰，经谱图检索与,甲基羟乙基纤维素,的红外光谱相符。,丙酮和甲醇不溶部分的烘干物为膜状样品，称重计算萃余物含量，经,25,涂料成分分析课件,26,由于烘干后的样品为乳白色，需要对其中可能含有的无机填料进行分离后分析。将样品放人马弗炉中经800高温灼烧，灼烧残渣为白色粉末状物质。,通过扫描电镜能谱进行元素测试。测试结果表明含O、Na、S、Mg、Si、Ca元素。,进行红外光谱测试(结果见图4)，测试结果分析，谱图在1130 cm,-1,和620 cm,-1,附近的红外吸收峰，与硫酸钠中SO,4,2-,的红外吸收特征相符；而1 025、940、888、585、535、515cm,-1,和410 cm,-1,附近的红外吸收峰，与镁硅钙石的红外吸收特征相符。,电镜能谱测试结果结合红外光谱分析，说明800的灼烧后的残渣中同时含有硫酸钠和镁硅钙石。,由于烘干后的样品为乳白色，需要对其中可能含有的无机填料进行分,27,涂料成分分析课件,28,定量分析,样品在烘干过程通过重量法,计算出水含量,，在有机溶剂萃取过程中通过重量法计算出,环氧树脂,含量，通过常规,化学分析方法,及,原子吸收光谱,方法，分别对硫酸钠、乙酸钠和镁硅钙石含量进行定量分析。,总Na含量的测定：准确称取5g(0.000lg)于100mL烧杯中，滴加入2mL1：1硝酸，加热至微沸，并煮沸5min，冷却。过滤，滤液定容100mL。用原子吸收分光光度计测定样品中的总Na含量。,定量分析,29,硫酸钠的测定:,准确称取20g(土0.0001g)于400mL烧杯中，加水约100mL，滴加2滴甲基橙指示剂，用,1：1盐酸调节酸度,至溶液刚呈红色，再过量2mL盐酸，,过滤,。滤液用另一干净烧杯收集，用热水约100mL分数次洗涤不溶物，滤液体积控制在250mL左右。将烧杯置于电炉上加热沸腾5min后，趁热边搅拌边滴,加入10氯化钡,溶液10mL，此时生成白色硫酸钡沉淀，低温电炉上保温1h后取下静置。沉淀陈化24h后，用慢速定量滤纸过滤，将全部沉淀完全无误地转移到滤纸上，用热水少量多次洗涤烧杯及沉淀至,无Cl,-,离子反应,为止，将沉淀及滤纸移人已恒重的瓷坩埚中，烘干、灰化，然后于7805马弗炉灼烧40min，将坩埚取出于干燥器中冷却至室温后称量，由硫酸钡BaSO,4,沉淀计算出SO,4,2-,的含量，从而换算出样品中硫酸钠的含量(同时作平行实验23次)。,硫酸钠的测定:准确称取20g(土0.0001g)于400mL,30,乙酸钠含量的测定,由总钠含量减去硫酸钠中的钠含量，余量即为乙酸钠的钠含量，从而计算出乙酸钠的含量。,乙酸钠含量的测定由总钠含量减去硫酸钠中的钠含量，余量即为乙酸,31,镁硅钙石含量的测定,准确称取10g(0000lg)样品3份分别置于3个30mL镍坩埚中，于烘箱(110l)中,蒸发至近干,，取出冷却。上层,复盖4g氢氧化钠,固体，盖上坩埚盖，于5505马弗炉中,熔融40min。,取出坩埚冷却后，将坩埚分别置于3个已编好号的400mL烧杯中，,用4050mL热水浸取熔块,，并用热水洗净镍坩埚后取出。然后加入,20mL1：1盐酸溶解熔融物,至溶液透亮，加热至沸，并于低温电炉上，蒸发至”湿盐”状态，取下。,冷却,至6070后，,加入10mLl动物胶溶液,，搅拌3min。再于60一70保温约10min，然后加入约30mL热水，使析出的盐类全部溶解，加入少量滤纸浆，搅拌均匀，立即趁热用定量滤纸,过滤,，用热水洗涤沉淀至无Cl,-,离子反应为止(用硝酸银检查)，将沉淀及滤纸分别移人已恒重的3个瓷坩埚中，,烘干、灰化,，然后于10005马弗炉灼烧至,恒重,，将坩埚取出于干燥器中冷却至室温后称量。此白色沉淀物含量即为样品中,二氧化硅,的含量。,由二氧化硅的含量即可计算出镁硅钙石的含量,。,镁硅钙石含量的测定准确称取10g(0000lg)样品3份,32,结果与讨论,由以上测试结果及分析可知，该涂料产品由环氧树脂和甲基羟乙基纤维素为基料，添加乙酸钠以及硫酸钠和镁硅钙石无机填料，用水稀释而成各组分的定性和定量分析结果见表1。,结果与讨论,33,青岛东标检测服务有限公司,（,塑料、橡胶、建材、食品、玩具等检测）,上海微谱化工技术服务有限公司,涂料微谱分析是指通过微观谱图（光谱、色谱、质谱、能谱、核磁共振谱、热谱等）对涂料样品进行分析的技术方法，测量出各组分含量从而最终还原涂料基础配方。,青岛科标化工分析检测有限公司,（涂料性能、安全、成分分析）,青岛信标检测分析技术有限公司,青岛同科橡塑科技有限公司,青岛东标检测服务有限公司,34,课堂测验,1.防腐涂料的防腐性如何检验？,2.防火涂料的防火性能主要体现在那四个方面？,3.涂料成分分析的基本程序?常用分析方法有哪些？,课堂测验1.防腐涂料的防腐性如何检验？,35,