一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置和方法，由加熱裝置、冷凝裝置、吸收裝置和氣體循環(huán)裝置組成，樣品在加熱裝置內(nèi)進(jìn)行加熱處理，產(chǎn)生的氣體通過冷凝裝置處理后進(jìn)入吸收裝置，氣體循環(huán)裝置使整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成氣體循環(huán)，防止樣品產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生殘留，以使樣品產(chǎn)生的氣體能夠盡量全面地進(jìn)入吸收裝置。在完成磷化氫被充分吸收后，利用酸堿滴定的方法以確定磷化氫釋放量。本發(fā)明技術(shù)方案無需使用危險(xiǎn)性大或不環(huán)保的化學(xué)試劑，也不需依賴于復(fù)雜的儀器設(shè)備條件，不引入新的雜質(zhì)，無污染，適用面廣。
【專利說明】一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)磷化氫氣體的裝置和方法，更加具體地說，主要是針對(duì)于紅磷及其阻燃聚合物材料(如紅磷阻燃尼龍6)的磷化氫釋放量測(cè)量，通過低溫下恒溫煅燒樣品，將產(chǎn)生的氣入吸收液中充分吸收，進(jìn)而化學(xué)滴定以確定磷化氫的釋放量。
【背景技術(shù)】
[0002]磷化氫是一種具有強(qiáng)還原性的有毒氣體，極少的含量就會(huì)危害人們的健康。自然界中普遍存在痕量的磷化氫氣體，在大氣環(huán)境中磷化氫以自由態(tài)的形式存在，在沉積物中是以結(jié)合態(tài)的形式存在。隨著近年來我國(guó)阻燃工程塑料的發(fā)展，紅磷以其高的阻燃效率、低煙、無鹵、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)獲得了普遍應(yīng)用，但在紅磷添加到尼龍等材料中以后，在高溫?zé)岢尚图庸ぜ叭紵葪l件下都會(huì)產(chǎn)生一定量的刺激性氣味的氣體。目前普遍認(rèn)為，該氣體主要成分是材料中所形成的磷化氫。磷化氫的產(chǎn)生無論在成型加工的車間內(nèi)，或是存在火災(zāi)隱患的有限空間內(nèi)，均會(huì)造成健康環(huán)保問題，尤其在有些對(duì)空氣質(zhì)量要求很高的封閉空間內(nèi)。在紅磷阻燃尼龍等材料的除味方面，也有文獻(xiàn)報(bào)道了一些工作，但對(duì)于磷化氫釋放量的測(cè)試均限于定性地描述，而少見定量的測(cè)定與分析，不利于開展除味技術(shù)的深入研究和應(yīng)用。
[0003]實(shí)際上，目前已經(jīng)有一些針對(duì)磷化氫的檢測(cè)而發(fā)展起來的磷化氫的測(cè)試方法，如鑰藍(lán)比色法、基于銀鹽或汞鹽的化學(xué)滴定法、氣相色譜法等，但現(xiàn)有的這些不同方法均存在各自的不足之處。鑰藍(lán)比色法是通過用氧化劑(如濃硫酸、濃硝酸、高錳酸鉀)等將磷化氫氧化為磷酸，然后通過與鑰藍(lán)反應(yīng)顯色來標(biāo)定磷化氫的含量。該方法不能排除磷單質(zhì)及磷氧化物的影響，且影響因素較多，操作時(shí)所使用的濃硫酸和濃硝酸等化學(xué)試劑均具有一定的危險(xiǎn)性。
[0004]基于銀鹽或汞鹽的化學(xué)滴定法是利用磷化氫與AgNO3或HgCl2的不可逆反應(yīng)進(jìn)行的:
[0005]PH3+3HgCl2 = (HgCl) 3P+3HC1
[0006]PH3+6AgN03 = PAg3.3AgN03+3HN03
[0007]通過上述反應(yīng)可以制備硝酸銀/氯化汞試紙，主要用于檢測(cè)谷倉、車廠磷化氫的質(zhì)量濃度，該方法測(cè)定范圍為0.03-4.00mg/L方法簡(jiǎn)便，但是誤差較大，且該方法使用的金屬鹽價(jià)格相對(duì)昂貴，且其后形成的廢棄物也不具有很好的環(huán)保性，對(duì)環(huán)境有一定的負(fù)面作用，不利于簡(jiǎn)便地進(jìn)行磷化氫的化學(xué)滴定分析。
[0008]氣相色譜法中一般采用火焰光度檢測(cè)器、氮磷檢測(cè)器及火焰離子化檢測(cè)器，通常用來測(cè)量存在于自然界中的微量磷化氫，主要用于環(huán)境檢測(cè)，如檢測(cè)土壤、水中是否有微量的磷化氫存在，這種方法需要依賴于氣相色譜儀等特殊儀器設(shè)備，其運(yùn)行和維護(hù)也很復(fù)雜。
[0009]因此，各種不同的現(xiàn)有測(cè)試方法，均不同程度上難以適用于紅磷阻燃聚合物(如尼龍6等)材料所產(chǎn)生磷化氫的定量快速檢測(cè)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適于檢測(cè)紅磷及其阻燃聚合物材料在含氧含濕條件下、熔融熱加工或燃燒條件下產(chǎn)生磷化氫的定量檢測(cè)的裝置和方法，無需使用危險(xiǎn)性大或不環(huán)保的化學(xué)試劑，也不需依賴于復(fù)雜的儀器設(shè)備條件。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0012]一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置，整個(gè)測(cè)試裝置由加熱裝置、冷凝裝置、吸收裝置和氣體循環(huán)裝置組成，樣品在加熱裝置內(nèi)進(jìn)行加熱處理，產(chǎn)生的氣體通過冷凝裝置處理后進(jìn)入吸收裝置，氣體循環(huán)裝置使整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成氣體循環(huán)，防止樣品產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生殘留，以使樣品產(chǎn)生的氣體能夠盡量全面地進(jìn)入吸收裝置。
[0013]所述加熱裝置由保溫箱殼、料筒、熱電偶、加熱片和控溫儀組成，其中所述料筒整體密封，位于保溫箱殼(由保溫材料制造且整體密封)內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒內(nèi)溫度的保溫；在所述料筒外側(cè)設(shè)置加熱片，以實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒內(nèi)溫度的升溫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)料筒內(nèi)樣品的升溫；所述熱電偶設(shè)置在料筒內(nèi)，位于樣品附近，以測(cè)試樣品附近的實(shí)際溫度；所述熱電偶、加熱片分別與控溫儀相連，熱電偶采集樣品附近的實(shí)際溫度信號(hào)，發(fā)送給控溫儀，由控溫儀控制加熱片對(duì)料筒進(jìn)行加熱，以達(dá)到溫度要求，所述控溫儀選擇設(shè)置在保溫箱殼內(nèi)，或者設(shè)置在保溫箱殼外部。
[0014]所述冷凝裝置由冷凝管，第一冷凝導(dǎo)管和第二冷凝導(dǎo)管組成，其中所述第一冷凝導(dǎo)管的一端穿過保溫箱殼，與料筒頂部相連，用于收集樣品產(chǎn)生的氣體；所述第一冷凝導(dǎo)管的另一端與冷凝管相連；所述第二冷凝導(dǎo)管的一端與冷凝管相連，所述第二冷凝導(dǎo)管的另一端深入到吸收液液面以下，以確保樣品產(chǎn)生的氣體直接被吸收液吸收。在所述冷凝管上設(shè)置進(jìn)水口和出水口，以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品產(chǎn)生氣體的冷凝，進(jìn)而將磷單質(zhì)、磷的氧化物等雜質(zhì)留在冷凝器內(nèi)，避免其對(duì)磷化氫的釋放量測(cè)試產(chǎn)生影響。
[0015]所述吸收裝置由吸收瓶、吸收液和氣囊組成，其中在所述吸收瓶中設(shè)置吸收液，并在吸收瓶上設(shè)置氣囊，用于維持吸收裝置內(nèi)氣壓平衡。
[0016]所述氣體循環(huán)裝置由三通氣閥、注射器、第一循環(huán)導(dǎo)管、第二循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，其中所述第三循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端與注射器相連；所述第二循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端深入吸收瓶中，并位于吸收液的上方；所述第一循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端穿過保溫箱殼，并深入到料筒內(nèi)部，優(yōu)選深入到料筒高度一半的位置。
[0017]在上述設(shè)備的各個(gè)接口位置采用密封，以確保測(cè)試裝置的整體密封性，例如各接口處用凡士林密封。
[0018]在進(jìn)行使用時(shí)，按照下述步驟進(jìn)行測(cè)試:
[0019]首先(即步驟I)對(duì)位于料筒內(nèi)的樣品進(jìn)行加熱處理，同時(shí)調(diào)節(jié)三通氣閥，以關(guān)閉第一循環(huán)導(dǎo)管、第二循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，料筒內(nèi)樣品產(chǎn)生的氣體經(jīng)過第一冷凝導(dǎo)管、冷凝管和第二冷凝導(dǎo)管進(jìn)入到吸收瓶?jī)?nèi)，被吸收液吸收；
[0020]其次(即步驟2)，在停止加熱，樣品充分反應(yīng)完全后，調(diào)節(jié)三通氣閥，以導(dǎo)通第一循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，關(guān)閉第二循環(huán)導(dǎo)管，將注射器中空氣打入料筒中，此時(shí)料筒中殘留的氣體被空氣擠出料筒并通過一冷凝導(dǎo)管、冷凝管和第二冷凝導(dǎo)管進(jìn)入到吸收瓶?jī)?nèi)，被吸收液吸收；
[0021]步驟3，靜置后調(diào)節(jié)三通氣閥，以關(guān)閉第一循環(huán)導(dǎo)管，打開第二和第三循環(huán)導(dǎo)管，使用注射器吸收瓶中進(jìn)行吸氣，待氣囊干癟后，停止抽取，再調(diào)節(jié)三通氣閥，以導(dǎo)通第一循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，關(guān)閉第二循環(huán)導(dǎo)管，按照步驟2要求進(jìn)行操作
[0022]步驟2和步驟3構(gòu)成一個(gè)操作單元，反復(fù)進(jìn)行3— 5個(gè)操作單元(由步驟2和步驟3構(gòu)成)的運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試裝置內(nèi)氣體循環(huán)和充分吸收反應(yīng)。
[0023]所述注射器為IOOml注射器，使用注射器向料筒中進(jìn)行打氣的速度為lml/s，使用注射器從吸收瓶中進(jìn)行吸氣的速度為lml/s。
[0024]在所述步驟I中，對(duì)位于料筒內(nèi)的樣品進(jìn)行加熱處理時(shí)，溫度為200—260攝氏度，恒溫處理Ih。
[0025]在所述步驟2中，在停止加熱后，冷卻并靜置I小時(shí)后即可視為樣品充分反應(yīng)完全，再調(diào)節(jié)三通氣閥，以將注射器中空氣打入料筒中。
[0026]在所述吸收瓶中設(shè)置的吸收液為過氧化氫水溶液和氫氧化鈉水溶液的混合溶液，其中過氧化氫水溶液中過氧化氫的濃度為0.01—0.lmol/L，氫氧化鈉水溶液中氫氧化鈉的濃度為0.01—0.lmol/L,過氧化氫水溶液和氫氧化鈉水溶液的體積比為4:1，例如40mL過氧化氫溶液和IOmL氫氧化鈉水溶液，過氧化氫可以將磷化氫氧化為磷酸:2H202+PH3 =H3P03+2H20，形成的磷酸隨后被氫氧化鈉中和。
[0027]由于樣品產(chǎn)生的磷化氫數(shù)量較小，在吸收瓶中設(shè)置的吸收液為過量，以保證產(chǎn)生的磷化氫被充分吸收。
[0028]在完成磷化氫被充分吸收后(即反復(fù)進(jìn)行3— 5個(gè)操作單元)，利用酸堿滴定的方法以確定磷化氫釋放量。
[0029]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種檢測(cè)磷化氫量的簡(jiǎn)便方法，具體而言是一種尤其適于檢測(cè)紅磷及其阻燃聚合物材料，如紅磷阻燃尼龍材料等，在含氧含濕條件下、熔融熱加工或燃燒條件下，其磷化氫的釋放量的定量檢測(cè)方法，該方法無需使用危險(xiǎn)性大或不環(huán)保的化學(xué)試劑，也不需依賴于復(fù)雜的儀器設(shè)備條件，為紅磷阻燃尼龍等聚合物材料釋放磷化氫量的定量測(cè)定分析提供了一種簡(jiǎn)便的途徑。
[0030]本發(fā)明的磷化氫測(cè)試方法，尤其適用于測(cè)量紅磷及其阻燃聚合物材料(如尼龍6)的磷化氫釋放量，其有益效果是:本測(cè)試方法操作簡(jiǎn)便且不依賴復(fù)雜儀器設(shè)備，吸收溶液與磷化氫反應(yīng)時(shí)只有磷酸和水產(chǎn)生，不引入新的雜質(zhì)，無污染；本測(cè)試方法的精確度較高，測(cè)量范圍為0.0001mg/g/h-100mg/g/h，有較寬且可調(diào)整的測(cè)量范圍；可以測(cè)量不同溫度下樣品的磷化氫釋放量；本測(cè)試方法可普遍適用于紅磷阻燃聚合物材料及產(chǎn)品在不同溫度下的磷化氫釋放的定量測(cè)試，適用面廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為保溫箱殼，2為料筒，3為熱電偶，4為加熱片，5為控溫儀，6為樣品，7為冷凝管，8為第一冷凝導(dǎo)管，9為第二冷凝導(dǎo)管，10為吸收瓶，11為吸收液，12為氣囊，13為三通氣閥，14為注射器，15為第一循環(huán)導(dǎo)管，16為第二循環(huán)導(dǎo)管，17為第三循環(huán)導(dǎo)管，18為出水口，19為進(jìn)水口?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0033]如附圖1所示，本發(fā)明的測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為保溫箱殼，2為料筒，3為熱電偶，4為加熱片，5為控溫儀，6為樣品，7為冷凝管，8為第一冷凝導(dǎo)管，9為第二冷凝導(dǎo)管，10為吸收瓶，11為吸收液，12為氣囊，13為三通氣閥，14為注射器，15為第一循環(huán)導(dǎo)管，16為第二循環(huán)導(dǎo)管，17為第三循環(huán)導(dǎo)管，18為出水口，19為進(jìn)水口。
[0034]整個(gè)測(cè)試裝置由加熱裝置、冷凝裝置、吸收裝置和氣體循環(huán)裝置組成，樣品在加熱裝置內(nèi)進(jìn)行加熱處理，產(chǎn)生的氣體通過冷凝裝置處理后進(jìn)入吸收裝置，氣體循環(huán)裝置使整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成氣體循環(huán)，防止樣品產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生殘留，以使樣品產(chǎn)生的氣體能夠盡量全面地進(jìn)入吸收裝置。
[0035]所述加熱裝置由保溫箱殼、料筒、熱電偶、加熱片和控溫儀組成，其中所述料筒整體密封，位于保溫箱殼(由保溫材料制造且整體密封)內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒內(nèi)溫度的保溫；在所述料筒外側(cè)設(shè)置加熱片，以實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒內(nèi)溫度的升溫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)料筒內(nèi)樣品的升溫；所述熱電偶設(shè)置在料筒內(nèi)，位于樣品附近，以測(cè)試樣品附近的實(shí)際溫度；所述熱電偶、加熱片分別與控溫儀相連，熱電偶采集樣品附近的實(shí)際溫度信號(hào)，發(fā)送給控溫儀，由控溫儀控制加熱片對(duì)料筒進(jìn)行加熱，以達(dá)到溫度要求，所述控溫儀選擇設(shè)置在保溫箱殼內(nèi)，或者設(shè)置在保溫箱殼外部。
[0036]所述冷凝裝置由冷凝管，第一冷凝導(dǎo)管和第二冷凝導(dǎo)管組成，其中所述第一冷凝導(dǎo)管的一端穿過保溫箱殼，與料筒頂部相連，用于收集樣品產(chǎn)生的氣體；所述第一冷凝導(dǎo)管的另一端與冷凝管相連；所述第二冷凝導(dǎo)管的一端與冷凝管相連，所述第二冷凝導(dǎo)管的另一端深入到吸收液液面以下，以確保樣品產(chǎn)生的氣體直接被吸收液吸收。在所述冷凝管上設(shè)置進(jìn)水口和出水口，以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品產(chǎn)生氣體的冷凝。
[0037]所述吸收裝置由吸收瓶、吸收液和氣囊組成，其中在所述吸收瓶中設(shè)置吸收液，并在吸收瓶上設(shè)置氣囊，用于維持吸收裝置內(nèi)氣壓平衡。
[0038]所述氣體循環(huán)裝置由三通氣閥、注射器、第一循環(huán)導(dǎo)管、第二循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，其中所述第三循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端與注射器相連；所述第二循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端深入吸收瓶中，并位于吸收液的上方；所述第一循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端穿過保溫箱殼，并深入到料筒內(nèi)部，優(yōu)選深入到料筒高度一半的位置。
[0039]在上述設(shè)備的各個(gè)接口位置采用密封，以確保測(cè)試裝置的整體密封性，例如各接口處用凡士林密封。
[0040]在進(jìn)行使用時(shí)，按照下述步驟進(jìn)行測(cè)試:
[0041]首先(即步驟I)對(duì)位于料筒內(nèi)的樣品進(jìn)行加熱處理，同時(shí)調(diào)節(jié)三通氣閥，以關(guān)閉第一循環(huán)導(dǎo)管、第二循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，料筒內(nèi)樣品產(chǎn)生的氣體經(jīng)過第一冷凝導(dǎo)管、冷凝管和第二冷凝導(dǎo)管進(jìn)入到吸收瓶?jī)?nèi)，被吸收液吸收；
[0042]其次(即步驟2)，在停止加熱，樣品充分反應(yīng)完全后，調(diào)節(jié)三通氣閥，以導(dǎo)通第一循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，關(guān)閉第二循環(huán)導(dǎo)管，將注射器中空氣打入料筒中，此時(shí)料筒中殘留的氣體被空氣擠出料筒并通過一冷凝導(dǎo)管、冷凝管和第二冷凝導(dǎo)管進(jìn)入到吸收瓶?jī)?nèi)，被吸收液吸收；[0043]步驟3，靜置后調(diào)節(jié)三通氣閥，以關(guān)閉第一循環(huán)導(dǎo)管，打開第二和第三循環(huán)導(dǎo)管，使用注射器吸收瓶中進(jìn)行吸氣，待氣囊干癟后，停止抽取，再調(diào)節(jié)三通氣閥，以導(dǎo)通第一循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，關(guān)閉第二循環(huán)導(dǎo)管，按照步驟2要求進(jìn)行操作
[0044]步驟2和步驟3構(gòu)成一個(gè)操作單元，反復(fù)進(jìn)行3— 5個(gè)操作單元(由步驟2和步驟3構(gòu)成)的運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試裝置內(nèi)氣體循環(huán)和充分吸收反應(yīng)。
[0045]所述注射器為IOOml注射器，使用注射器向料筒中進(jìn)行打氣的速度為lml/s，使用注射器從吸收瓶中進(jìn)行吸氣的速度為lml/s。
[0046]在所述步驟I中，對(duì)位于料筒內(nèi)的樣品進(jìn)行加熱處理時(shí)，溫度為200—260攝氏度，恒溫處理Ih。
[0047]在所述吸收瓶中設(shè)置的吸收液為過氧化氫水溶液和氫氧化鈉水溶液的混合溶液，其中過氧化氫水溶液中過氧化氫的濃度為0.01—0.lmol/L，氫氧化鈉水溶液中氫氧化鈉的濃度為0.01—0.lmol/L,過氧化氫水溶液和氫氧化鈉水溶液的體積比為4:1，例如40mL過氧化氫溶液和IOmL氫氧化鈉水溶液，過氧化氫可以將磷化氫氧化為磷酸:2H202+PH3 =H3P03+2H20，形成的磷酸隨后被氫氧化鈉中和。
[0048]由于樣品產(chǎn)生的磷化氫數(shù)量較小，在吸收瓶中設(shè)置的吸收液為過量，以保證產(chǎn)生的磷化氫被充分吸收。
[0049]在完成磷化氫被充分吸收后(即反復(fù)進(jìn)行3— 5個(gè)操作單元)，利用酸堿滴定的方法以確定磷化氫釋放量。
[0050]使用本方法測(cè)試樣品的磷化氫釋放量時(shí)，自將測(cè)試樣品放入料桶并升溫到指定溫度后開始計(jì)時(shí)，在此溫度下恒溫I小時(shí)，以此I小時(shí)內(nèi)樣品中所含每克紅磷所對(duì)應(yīng)磷化氫的量，描述該樣品在該溫度下的磷化氫釋放量，以mg/gp表示；
[0051]實(shí)施例1:取0.2g純紅磷，放入磷化氫測(cè)試裝置的料筒中。取40mL0.01mol/L的過氧化氫水溶液和IOmL0.01mol/L的氫氧化鈉水溶液組成吸收液,加入吸收裝置內(nèi)。開啟冷卻裝置中的冷卻水，并用設(shè)置控溫儀控溫200°C，啟動(dòng)加熱開始升溫，升溫到200°C后開始恒溫，產(chǎn)生的氣體通過冷凝管冷卻進(jìn)入裝有吸收液的吸收裝置內(nèi)，恒溫I小時(shí)后關(guān)閉加熱裝置停止加熱，在冷卻靜置I小時(shí)后調(diào)節(jié)三通氣閥，通過注射器使料桶內(nèi)殘留氣體能循環(huán)進(jìn)入到吸收裝置內(nèi)，以利于其中的磷化氫氣體被吸收溶液充分吸收。將吸收液倒入錐形瓶?jī)?nèi)并加入IOmL0.01mol/L的鹽酸溶液，將吸收液中剩余的氫氧化鈉中和，滴加2滴酚酞試劑，用0.01mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，換算得到磷化氫的釋放量為
0.1362±0.0001mg/gP。
[0052]實(shí)施例2:稱取0.4g紅磷母粒(南通意特化工生產(chǎn)SD-102，含紅磷50wt % ) ’放入磷化氫測(cè)試裝置的料筒中。取40mL0.lmol/L的過氧化氫水溶液和IOmL0.lmol/L的氫氧化鈉水溶液組成吸收液，加入吸收裝置內(nèi)。開啟冷卻裝置中的冷卻水，并用設(shè)置控溫儀控溫250°C，啟動(dòng)加熱開始升溫，升溫到250°C后開始恒溫，產(chǎn)生的氣體通過冷凝管冷卻進(jìn)入裝有吸收液的吸收裝置內(nèi)，恒溫I小時(shí)后關(guān)閉加熱裝置停止加熱，在冷卻靜置I小時(shí)后調(diào)節(jié)三通氣閥，通過注射器使料桶內(nèi)殘留氣體能循環(huán)進(jìn)入到吸收裝置內(nèi)，以利于其中的磷化氫氣體被吸收溶液充分吸收。將吸收液倒入錐形瓶?jī)?nèi)并加入IOmL0.lmol/L的鹽酸溶液，將吸收液中剩余的氫氧化鈉中和，滴加2滴酚酞試劑，用0.lmol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，換算得到磷化氫的釋放量為1.645±0.001mg/gP。[0053]實(shí)施例3:稱取4g由SD-102紅磷母粒與NC-101尼龍6(購自日本東麗公司)制得的阻燃尼龍(含紅磷5wt% )，放入磷化氫測(cè)試裝置的料筒中。取40mLlmol/L的過氧化氫水溶液和10mLlmol/L的氫氧化鈉水溶液組成吸收液,加入吸收裝置內(nèi)。開啟冷卻裝置中的冷卻水，并用設(shè)置控溫儀控溫260°C，啟動(dòng)加熱開始升溫，升溫到260°C后開始恒溫，產(chǎn)生的氣體通過冷凝管冷卻進(jìn)入裝有吸收液的吸收裝置內(nèi)，恒溫I小時(shí)后關(guān)閉加熱裝置停止加熱，在冷卻靜置I小時(shí)后調(diào)節(jié)三通氣閥，通過注射器使料桶內(nèi)殘留氣體能循環(huán)進(jìn)入到吸收裝置內(nèi)，以利于其中的磷化氫氣體被吸收溶液充分吸收。將吸收液倒入錐形瓶?jī)?nèi)并加入IOmLImoI/L的鹽酸溶液，將吸收液中剩余的氫氧化鈉中和，滴加2滴酚酞試劑，用0.lmol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，換算得到磷化氫的釋放量為3.10±0.0lmg/gP。
[0054]以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置，其特征在于，整個(gè)測(cè)試裝置由加熱裝置、冷凝裝置、吸收裝置和氣體循環(huán)裝置組成，樣品在加熱裝置內(nèi)進(jìn)行加熱處理，產(chǎn)生的氣體通過冷凝裝置處理后進(jìn)入吸收裝置，氣體循環(huán)裝置使整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成氣體循環(huán)，防止樣品產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生殘留，以使樣品產(chǎn)生的氣體能夠盡量全面地進(jìn)入吸收裝置， 所述加熱裝置由保溫箱殼、料筒、熱電偶、加熱片和控溫儀組成，其中所述料筒整體密封，位于保溫箱殼內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒內(nèi)溫度的保溫；在所述料筒外側(cè)設(shè)置加熱片，以實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒內(nèi)溫度的升溫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)料筒內(nèi)樣品的升溫；所述熱電偶設(shè)置在料筒內(nèi)，位于樣品附近，以測(cè)試樣品附近的實(shí)際溫度；所述熱電偶、加熱片分別與控溫儀相連，熱電偶采集樣品附近的實(shí)際溫度信號(hào)，發(fā)送給控溫儀，由控溫儀控制加熱片對(duì)料筒進(jìn)行加熱，以達(dá)到溫度要求； 所述冷凝裝置由冷凝管，第一冷凝導(dǎo)管和第二冷凝導(dǎo)管組成，其中所述第一冷凝導(dǎo)管的一端穿過保溫箱殼，與料筒頂部相連，用于收集樣品產(chǎn)生的氣體；所述第一冷凝導(dǎo)管的另一端與冷凝管相連；所述第二冷凝導(dǎo)管的一端與冷凝管相連，所述第二冷凝導(dǎo)管的另一端深入到吸收液液面以下，以確保樣品產(chǎn)生的氣體直接被吸收液吸收；在所述冷凝管上設(shè)置進(jìn)水口和出水口，以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品產(chǎn)生氣體的冷凝，進(jìn)而將磷單質(zhì)、磷的氧化物等雜質(zhì)留在冷凝器內(nèi)，避免其對(duì)磷化氫的釋放量測(cè)試產(chǎn)生影響； 所述吸收裝置由吸收瓶、吸收液和氣囊組成，其中在所述吸收瓶中設(shè)置吸收液，并在吸收瓶上設(shè)置氣囊，用于維持吸收裝置內(nèi)氣壓平衡； 所述氣體循環(huán)裝置由三通氣閥、注射器、第一循環(huán)導(dǎo)管、第二循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，其中所述第三循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端與注射器相連；所述第二循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端深入吸收瓶中，并位于吸收液的上方；所述第一循環(huán)導(dǎo)管的一端與三通氣閥相連，另一端穿過保溫箱殼，并深入到料筒內(nèi)部，優(yōu)選深入到料筒高度一半的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置，其特征在于，所述控溫儀選擇設(shè)置在保溫箱殼內(nèi)，或者設(shè)置在保溫箱殼外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置，其特征在于，所述保溫箱殼由保溫材料制造且整體密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置，其特征在于，所述注射器為100mL注射器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置，其特征在于，在所述吸收瓶中設(shè)置的吸收液為過氧化氫水溶液和氫氧化鈉水溶液的混合溶液，其中過氧化氫水溶液中過氧化氫的濃度為0.01—0.lmol/L，氫氧化鈉水溶液中氫氧化鈉的濃度為0.01—0.lmol/L，過氧化氫水溶液和氫氧化鈉水溶液的體積比為4:1。
6.利用如權(quán)利要求1一5之一所述的一種紅磷阻燃聚合物材料的磷化氫釋放量的測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于，按照下述步驟進(jìn)行測(cè)試: 首先(即步驟I)對(duì)位于料筒內(nèi)的樣品進(jìn)行加熱處理，同時(shí)調(diào)節(jié)三通氣閥，以關(guān)閉第一循環(huán)導(dǎo)管、第二循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，料筒內(nèi)樣品產(chǎn)生的氣體經(jīng)過第一冷凝導(dǎo)管、冷凝管和第二冷凝導(dǎo)管進(jìn)入到吸收瓶?jī)?nèi)，被吸收液吸收； 其次(即步驟2)，在停止加熱，樣品充分反應(yīng)完全后，調(diào)節(jié)三通氣閥，以導(dǎo)通第一循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，關(guān)閉第二循環(huán)導(dǎo)管，將注射器中空氣打入料筒中，此時(shí)料筒中殘留的氣體被空氣擠出料筒并通過一冷凝導(dǎo)管、冷凝管和第二冷凝導(dǎo)管進(jìn)入到吸收瓶?jī)?nèi)，被吸收液吸收； 步驟3，靜置后調(diào)節(jié)三通氣閥，以關(guān)閉第一循環(huán)導(dǎo)管，打開第二和第三循環(huán)導(dǎo)管，使用注射器吸收瓶中進(jìn)行吸氣，待氣囊干癟后，停止抽取，再調(diào)節(jié)三通氣閥，以導(dǎo)通第一循環(huán)導(dǎo)管和第三循環(huán)導(dǎo)管，關(guān)閉第二循環(huán)導(dǎo)管，按照步驟2要求進(jìn)行操作； 所述步驟2和步驟3構(gòu)成一個(gè)操作單元，反復(fù)進(jìn)行3— 5個(gè)操作單元，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試裝置內(nèi)氣體循環(huán)和充分吸收反應(yīng)； 在完成磷化氫被充分吸收后，利用酸堿滴定的方法以確定磷化氫釋放量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試方法，其特征在于，使用注射器向料筒中進(jìn)行打氣的速度為lml/s，使用注射器從吸收瓶中進(jìn)行吸氣的速度為lml/s。
8.根據(jù)權(quán)利要求 6所述的測(cè)試方法，其特征在于，在所述步驟I中，對(duì)位于料筒內(nèi)的樣品進(jìn)行加熱處理時(shí)，溫度為200— 260攝氏度，恒溫處理Ih。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試方法，其特征在于，在所述步驟2中，在停止加熱后，冷卻并靜置I小時(shí)后即可視為樣品充分反應(yīng)完全，再調(diào)節(jié)三通氣閥，以將注射器中空氣打入料筒中。
【文檔編號(hào)】G01N7/08GK103994944SQ201410232019
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】李景慶, 崔嵬, 王秀奎, 陰杰, 尚英瑞, 蔣世春 申請(qǐng)人:天津大學(xué)