FZ T 50032-2015 聚丙烯腈基碳纤维原丝残留溶剂测试方法.pdf

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1、ICS 59.060.20 w 50 t-L 中华人民共和国纺织行业标准FZ/T 50032-2015 聚丙烯腊基碳纤维原丝残留溶剂测试方法Determination of residual solvent content in PAN-based carbon fiber precursors 2015-07-14发布2016-01-01实施沪、二句：斗中华人民共和国工业和信息化部发布中华人民共和国纺织行业标准嚣丙烯睛基曦纤维原丝残留溶剂翻试方法FZ/T 50032-2015 * 中国标准出版社出版发行北京市割阳区和平里西街甲2号(100029)北京市西城区三里凋北街16号(100045)网

2、址总编室：（010)68533533发行中心，（010)51780238读者服务部：（010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销精开本88012301/16 印张0.75字数18千字2015年9月第一版2015年9月第次印刷* 号：155066 2 28830定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话：（010)68510107FZ/T 50032-2015 前中一H本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国纺织工业联合会提出。本标准由上海市纺织工业技术监督所归口。本标准起草单位z中国科学院宁波材料技术与工程研究所、浙

3、江精功新兴材料有限公司、广州纤维产品检测研究院、江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心、中国石化上海石油化工股份有限公司、江苏恒神纤维材料有限公司、嘟嘟市硅谷新材料有限公司、中国化学纤维工业协会、上海市纺织工业技术监督所。本标准主要起草人z李德宏、向峰、张锦伟、李德利、白艳华、刘钟玲、宋志强、廖帽英、周祯德、钟俊俊、薛采智、孙兴祥、王玉带、陈礼群。 I . FZ/T 50032-2015 聚丙烯腊基碳纤维原丝残留溶剂测试方法1 范围本标准规定了聚丙烯脯基碳纤维原丝残留潜剂测试方法二气相色谱法（方法A）、比色法（方法B）和录盐滴定法（方法C）。方法A和方法B适用于以二甲基亚飘（DMSO）、二甲基乙

4、酷腊（DMAC）为静剂的聚丙烯睛基碳纤维原丝，仲裁时采用方法A.方法C适用于以硫氧酸铀（NaSCN）为溶剂的聚丙烯睛基碳纤维原丝。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 3291.1纺织纺织材料性能和试验术语第1部分z纤维和纱线GB/T 4146.1纺织品化学纤维第1部分z属名GB/T 4146.3纺织品化学纤维第3部分z检验术语GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定3 术语和定义GB/T

5、 3291.l、GB/T4146.1和GB/T4146.3界定的术语和定义适用于本文件，4 气相色谱法（方法A)4. 1 原理用水萃取聚丙烯睛基碳纤维原丝中的残留溶剂，采用气相色谱内标法测试萃取液，计算得到椿剂残留率。4.2 仪器设备4.2.1 气相色谱仪配有如下装置z一毛细管分流不分流进样口p一二FID捡测器z一二柱箱，温度满足色谱分离条件s一一记录装置、电子积分仪或色谱工作站。4.2.2 色谱柱z聚乙二薛毛细管柱或其他能够满足分离要求的毛细管柱，参考参数见表1.1 FZ/T 50032-2015 柱Im内径mm材料固定相液层厚度p.m4.2.3 微量注射器：5L、50L。4.2.4 移液管

6、：50mL. 4.2.5 容量瓶：50mL、100mL. 表1分离用毛细管柱参考参数4.2.6 分析天平z最小分度值。.1mg. 4.2.7 烧瓶：250mL. 4.2.8 球形冷凝管：50cm 100 cm. 4.2.9 电热套z容量250mL。4.2.10 密封试剂瓶：100 mL0 30 0.25 熔融石英聚乙二百事0.25 4.2.11 水浴装置z恒温水浴振荡器（室温100，控温精度土1）或水浴锅。4.3 试瞌用气及化学试剂4.3.1 氯气t高纯，99.999%。4.3.2 氢气z高纯，99.999%。4.3.3 压缩空气z无有机杂质。4.3.4 蒸铺水t得合GB/T6682的三级水。

7、4.3.5 元水乙酶t内标，分析纯。4.3.6 二甲基亚砚（DM$0）：分析纯4.3.7 二甲基乙敲胶（DMAC）：分析纯。4.4 测试步骤4.4. 1 设定色情条件开机后，待仪器稳定至适宜的操作条件。参考值见表2。囊2色谱条件参考值初始温度初始时间min升温速率min)终止温度保持时间min进样器温度检测器温度载气流速（mL/min)2 50 2 20 200 2 180 300 2 FZ/T 50032-2015 表2（续晶嘈咀4啊 分流比3Q I 1 检剖器空气流速（mL/min)300 氢气流速（mL/min)30 尾吹气流速（mL/min)25 隔垫吹扫（mL/min)2 进样体枫p

8、.L1.0 . 4.4.2 标准曲键的制作4.4.2.1 标准溶液配制用微量注射器吸入1L、5L、10L、20L、40L DMSO和或1L、5L、10L、20L、40L DMAC，分别注入到5个100mL带塞容量瓶中，在天平上精确称量注射器注射前后质量，质量差值记为Mo，准确至0.1mg。如蒸馆水至容量瓶刻度线，加入10L无水乙醇内标，充分混匀。在测试线性范围内，可以配制其他浓度范围的标准溶液。4.4.2.2 吸取1L上述标液，依次在气相色谱进棒，每个标准榕液重复进样2次，计算其峰面租平均值，记为Ass内标峰面棋同样计算平均值，记为Ao.4.4.2.3 用式（1)分别计算五个标准溶液样品峰面职

9、对内标面棋比Rs:nu nu 咽A S一刷A-A 一S R ( 1 ) 式中Rsc一一第i个标准禧模样品峰面积对内标面棋比，无量纲，i=l5;Ase一一第i个标准禧液样品峰面积，单位为毫伏秒（mVs）或峰高单位秒（pAs),i=l5,Ao；一一第i个标准溶液内标峰面积，单位为毫伏秒（mVs）或峰高单位秒（pAs),i=l5.4.4.2.4 以Rs对Ma分别做出DMSO租或DMAC标准曲线，线性相关系数0.99，方可使用，否则需重新配制样品。4.4.3 溶剂萃取4.4.3.1 回流法称取4g5g纤维样品，准确至0.01g，质量记为W，放入250mL烧瓶中，加入100mL蒸锢水后，与球形玲凝管相连

10、，放入电热套内启动加热器，使样品回流煮沸2h，冷却至室温。4.4.3.2 密封萃取法称取4g 5 g纤维样品，准确至0.01g，质量记为W，放人100mL密封试剂瓶中，加入100mL CV1）蒸馆水后旋紧瓶盖，放入梯水或95恒温水潜振荡器中2h，取出密封试剂瓶并冷却至室温。4.4.4 革取灌测试吸取50mL萃取滚于50mL容量瓶中。加入5L无水乙蹲内标，盖上瓶盖摇均匀。吸取1L样品，在气相色谱进样，仪器运行完毕，根据峰面积由标准曲线计算出所测榕剂量，记为M。样品测试典型色谱图见图1:3 。由骂。lm由NdII 11 11 .；jl一J一2012由hIliejiiiii1四月50032-2015

11、FIDlA，随部信号（初始温度50遮率20飞初始温度50速率20.D)pA 24 Aal回国”“愤ANth口m11lhg22 20 18 16 14 10 12 8 6 mm 10 8 6 4 2 DMF、DMAC、DMSO及内标乙醇典型色谱圄圈1结果计算4.5 溶剂残留率按式（2）计算z ( 2 ) 式中zPC1一一榕剂残留率zM一一根据标准曲线计算出的所测榕剂的质量，单位为克（g);一一所取样品的质量，单位为克（g）。以两次平行试验的算术平均值表示测定结果，数值按GB/T8170修约至三位小数。PC1等mw 比色法（方法B)5 原理5.1 用水萃取聚丙烯睛基碳纤维原丝中的残留溶剂，采用气比

12、色法测试萃取液，计算得到溶剂残留率。仪器紫外可见分光光度计1A段II！援。石英比色皿E10 mm配对。刻度移被管：20mL. 容量瓶：100mL、1000 mL。分析天平z最小分度值0.1mg。烧瓶1250mL. 冷凝管：50cm 100 cm. 5.2 5.2.1 5.2.2 4 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 FZ/T 500322015 5.2.8 电热套z容量250mL. 5.2.9 密封试瓶：100mL. 5.2.10 水播装置z恒温水浴振荡器室温100，控温精度士1或水播锅。5.2.11 棕色试剂瓶：1000 mL. 5.3 化学试剂5.3.1 蒸锢水z

13、符合GB/T6682的三级水。5.3.2 二甲基亚枫（DMSO）：分析纯。5.3.3 二甲基乙酷膀（DMAC）：分析纯5.4 标准曲线的制作5.4.1 标准潜糠的配制5.4.1.1 用天平稳取(10.000士O.OOl)gDMSO或DMAC，定量移入1000 mL容量瓶中。加人蒸馆水至刻线，摇匀，为榕穰M，每毫升榕液M含0.01g DMSO或DMAC.5.4.1.2 准确量取10mL溶液M于一个1000 mL容量瓶中。加蒸锢水至刻线，摇匀，为溶掖N。每毫升榕液N含0.1mg DMSO或DMAC.5.4.1.3 把溶液M和溶液N存放在棕色试剂瓶中。5.4.2 标准曲线的绘制5.4.2. 1 用移

14、掖管准确量取5mL、8mL、10mL、12mL、15mL禧液N，分别加入100mL容量瓶中。加蒸锢水至刻线，并摇匀，这些溶液分别含5mg/L、8mg/L、10mg/L、12mg/L、15mg/L标样。5.4.2.2 用分光光度计在210nm波长下，测定5个试样的吸光度，用蒸锢水作参比。5.4.2.3 绘制吸光度对标样含量（mg/L）的关系图，计算回归曲线的斜率K.5.4.3 溶剂萃取按4.4.3进行。5.5 样晶测试5.5.1 用移液管移取5mL(Vz）萃取液入100mL(Va）容量瓶中，加蒸铺水至刻线，并摇匀。5.5.2 用紫外可见分光光度计，在210nm波长下，用10mm的石英比色皿，测其

15、吸光度，用蒸锢水作参比。5.5.3 若纤维中残留潜剂含量超出标准曲线的适用范围，则要适当稀释后再测试。5.6 结果计算禧剂残留率按式（3）计算zK A Va V1 _ PC. = 10 6 100% .( 3) Vz W1 式中zPC2一溶剂残留轧K 标准曲线的斜率，单位为毫克每升（mg/L)I A 一一样品的吸光度z民一一萃取液稀释后的体坝，单位为毫升（mL);5 FZ/T 50032-2015 V1一一加人的萃取剂（见4.4.3）的体棋，单位为毫升（mL);Vz 一移取的萃取液的体积，单位为毫升（mL);W1 样品质量，单位为克（g）。以两次平行试验的算术平均值表示测定结果，数值按GB/T

16、8170修约至主位小数。6 隶盐滴定法方法C)6.1 原理硫氨酸根与三价铁（指示剂反应，生成硫氨酸根铁络合离子而显示红色。用硝酸乖标准溶液滴定时，生成难于离解的硫氨酸录白色沉淀，滴定终点时，硫氧酸根完全消摊，溶液变为无色。根据滴定消麓的硝酸录标准溶攘的体积，计算出溶剂残留率。6.2 仪器6.2.1 恒温水潜锅2室瘟100，控温精度土1。6.2.2 真空泵z抽速0.5L/s2 L/s。6.2.3 天平z最小分度值10mg。6.2.4 分析天平z最小分度值0.1mg。6.2.5 抽滤瓶：500mL. 6.2.6 布氏漏斗：80mm. 6.2.7 微量滴定管：5mL。6.2.8 三角烧瓶：250mL

17、、500mL. 6.2.9 慑子：25cm. 6.2.10 马弗炉z室温1100 6.2.11 容量瓶：100mL、1000 mL. 6.2.12 量筒。6.2.13烧杯。6.3试剂6.3.1 硝酸z分析纯。6.3.2 硝酸，2mol/L. 6.3.3 硝酸乘z分析纯。6.3.4 硫酸铁镀z分析纯。6.3.5 乙薛E分析纯。6.3.6 澳酣蓝z指示剂。6.3.7 二苯偶氨碳酷脚z高效液相色谱级（HPLC）注95%。6.3.8 氯化铀z基准试剂。6.3.9 蒸锢水z符合GB/T6682的三级水。6.3.10 铁矶指示剂：50g/L. 称取5.0g硫酸铁镀FeNH4(S04)z 12H20=482

18、.2溶于适量水中，加10mL硝酸（6.3.口，稀释至100mL. 6.3.11 澳酣蓝指示剂：1g/L。称取0.1g澳酣蓝溶于乙蹲中，并用乙蹲稀释至100mL. 6.3.12 二苯偶氮碳酷脚指示剂：5g/L。四月50032-2015称取0.5g二苯偶氮碳蘸脐榕于乙薛中，并用乙酶稀释至100mL. 6.3.13 硝酸乖标准溶被：cl/2Hg(N03)2=0.05mol/L. 警告z硝酸录溶蘸属于6.1类毒害晶。使用者有责任果取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。6.3.13.1 榕液的制备称取8.56g士0.01g硝磁乘Hg(N03)2 H20J置于烧杯中，加8mL硝酸榕液（

19、2mol/L,6.3.2), 加少量水，将溶液移人l000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。6.3.13.2 溶液的标定称取0.1g （精确至0.0001 g) 500600下灼烧至恒量并置于干燥器的基准氯化铀试剂，置于250 mL三角瓶中，加40mL水，再加入3滴澳酣蓝指示剂榕液（6.3.11），逐滴加人硝酸溶液（2mol/L, 6.3.幻，使榕液由蓝色变为黄色，加lmL二苯偶氮碳酷脚指示剂溶被（6.3.12），用待标定的硝酸乖标准滴定禧液滴定至禧被由黄色变成紫色为终点。同时以水做空白试验。硝酸乘标准滴定溶液的实际浓度按式（4）计算z式中zC二m1000 M1 （叭V.o)c一一硝酸乘标

20、准滴定潜液的实际浓度，单位为摩尔每升（mol/L);m一氯化铀基准试剂的质量，单位为克（g)I M1氧化铀的摩尔质量的数值，M1=58.443，单位为克每摩尔也mol);v.一一滴定消耗的硝酸隶标准滴定禧掖的体积，单位为毫升（mL);叭。一一空白消艳的硝酸乘标准滴定榕糠的体秧，单位为毫升（mL).6.4 样晶测试( 4 ) 6.4.1 在天平上称取纤维样品5g，准确至0.01g(W2）。放入500mL三角烧瓶内，加入蒸锢水300 mL，把纤维浸没在水中，在100恒温水豁锅加热1h，取出三角烧瓶冷却至室温。6.4.2 用慑子取出纤维试样，放在布民漏斗中抽谑洗涤，滤液倒入原来三角烧瓶中，再用50m

21、L蒸锢水分气次淋洗，淋洗被一并移入原气角烧瓶中。6.4.3 在三角烧瓶中，加入5mL铁矶指示剂（6.3.10),3 mL硝酸（6.3.口，此时溶被呈楠红色，用硝磁录标准榕被滴定至溶液元色为终点。6.5 结果计算纤维中硫氨酸铀含量按式（5）计算z2 c v, M2 PC3= 白，z100%式中zPC3一一纤维中硫氧酸锅含量sc 一一硝酸录标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L);v5一一滴定消麓的硝醺乖标准榕攘的体积，单位为毫升（mL)1M2一一硫截酿铀的摩尔质量，Mz=81.08，单位为克每摩尔也moD;Wz一一纤维试样的质量，单位为克（g).以两次平行试验的算术平均值表示测定结果，数值按GB/T8170修约至三位小数。. ( 5 ) 的FONNmoomHU阴阳FZ/T 50032-2015 试验报告试验报告包括za) 样品的名称、规格与编号：b) 被选作批量样品包装件的号码标识zc) 试验人员、试验日期；d) 采用的试验方法s的经协商后对试验步骤的修改提示及其他与本标准不一致的部分3f) 观察到的异常现象，g) 残留潜剂名称ph) 试验结果。7 版极专有侵权必究” 书号：155066 2-28830 16.00元定价gFZ/T 50032-2015