聚苯醚端羟基含量定量分析方法新思路

王海军 张洪波 徐菁（蓝星（北京）特种纤维技术研发中心有限公司 北京 101318）

聚苯醚(聚2,6-二甲基-1,4苯醚)，简称PPO，是一种优良的热塑性工程塑料。具备良好的机械性能、热性能和电性能，但其熔融温度高、粘度大、热塑成形性差和耐有机溶剂差的缺点，这限制其应用范围。现在通常都对聚苯醚进行改性，改性后的PPO称为MPPO。完全克服聚苯醚性能上的缺点，扩大其应用范围。聚苯醚改性方法分物理和化学改性，而物理改性包括填充改性、共混改性。化学改性包括端基改性、主链改性，再分配反应改性等。其中聚苯醚端基改性是将聚苯醚的端羟基进行酰化反应，使端羟基转变成-OCOCH3。防止端羟基被氧化，防止聚苯醚在长期高温贮存下会变色。同时也提高聚苯醚的抗氧化性和热稳定性能。但随着PPO合金研究开发的发展，发现可通过端基改性，在聚苯醚的端基上引入带有反应活性的小分子化合物，作为PPO合金的相容剂 。例如用偏苯三酸酐酰氯(TACC)与聚苯醚反应，生成PPO-TACC，它作为PPO／PA 66体系的相容剂起到了较好的增容效果，同时PPO／PA 66合金具有不易变色、尺寸稳定、耐溶剂性好等优点。还有利用氰脲酰氯与缩水甘油反应，得2-氯-4，6-二环氧甘油-I，3，5-三嗪(DGCC)，再与PPO 反应制得PPO-DGCC，作为PPO／PA合金的相容剂，可提高两相的界面粘接力，细化分散相，增加相容性。

因此聚苯醚作为线型大分子物，其链端基，酚羟基，作为化学端基改性的基础，其含量的多少是十分重要的，同时也直观反映出聚苯醚分子量的大小。而且聚苯醚的酚羟基作为活性基团，是聚苯醚在熔融挤出过程中导致颜色变深的不稳定因素，但是也是与其它化学结构进行反应改性的活性点。因此，对聚苯醚端羟基含量的测定就显得非常重要。由于聚苯醚不溶于水和醇类，采用通常的核磁分析方法进行检测，不仅费时而且费用较高，需要花费精力用于解核磁磁谱，很难快速的测定其酚羟基的含量，但是本文简述了通过简单的转换就能够直接采用常规的酸碱滴定法进行滴定，而且滴定过程操作简单，快捷，准确。

一、实验部分

1.实验仪器和药品

（1）仪器设备：电子分析天平；磁力搅拌器；三角瓶；移液管；量筒；移液管；滴定管等。

（2）原料及药品：聚苯醚 自制合成不同分子量；4-甲氧基苯甲酰氯 分析纯；氯仿 分析纯，酚酞 试剂级，氢氧化钾标准液自配。

2.实验步骤及方法

（1）实验原理：聚苯醚中的酚羟基含量随着其分子量和化学总成不同而不同的，聚苯醚既不溶于水也不溶于醇类，很难采用常规的酸碱滴定进行滴定。因此本方法是利用聚苯醚中的酚羟基与4-甲氧基苯甲酰氯进行反应，生成HCL,再利用标准的氢氧化钾水溶液来滴定反应生成的HCL，从而计算出聚苯醚样品中的酚羟基含量。这种方法所需实验仪器简单，操作简便快捷，测量精度准确。

（2）实验步骤：将定量聚苯醚样品倒入三角瓶中，并加入氯仿,搅拌至全部溶解，然后加入反应试剂4-甲氧基苯甲酰氯，在60℃加热回流30m in,冷却到室温将定量去离子水倒入三角瓶中继续搅拌10m in,为了保证测量数值的准确性，需要从冷凝管顶部加入适当去离子水冲洗凝结在冷凝管壁的液体，使其流回到三角瓶中，移除冷凝管。边搅拌边滴入数滴酚酞指示液,然后利用氢氧化钾标准水溶液进行滴定,至粉红色保持30s不褪色即为终点。重复上述步骤进行不加聚苯醚的空白实验。

（3）聚苯醚酚羟基含量的测定

根据以上是实验步骤，采用多次测量取平均值的方法。并按照下式计算聚苯醚中酚羟基的含量：

W=56.10*(V0-V)*C/M

其中:W：酚羟基值，mgKOH/g；

V：样品滴定时KOH标准液的用量，m l；

V0：空白滴定时KOH标准液的用量，m l；

C：KOH标准液的浓度，mol/L

M：聚苯醚样品的质量，g

56.10：为KOH 的分子量，g/mol。

二、结果和讨论

对自制的不同分子量聚苯醚样品进行酚羟基滴定测试，其结果为：

样品编号 1 2 3 4 5样品分子量18136 12435 5222 1283 864滴定计算值（mgKOH/g）3.8、3.9、3.7 7.8、7.5、6.3 15.4、14.6、18.2 29.6、27.5、30.1 71.5、70.9、71.3平均值（mgKOH/g）3.8 7.2 16.1 29.0 71.2

从结果可以看出不同分子量的聚苯醚，其端羟基含量的测定结果稳定，偏差范围小。随着分子量的降低聚苯醚中的酚羟基含量逐渐增大，从侧面也准确的显示了聚苯醚分子量和酚羟基的关系。

结论

1.采用4-甲氧基苯甲酰氯作为反应剂，采用标准氢氧化钾水溶液进行滴定是可行，准确率高。方便快捷。

2.聚苯醚的端基，酚羟基，是可以直接反应聚苯醚分子量的大小。

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