HG/T 2409-2023 聚氨酯預聚體中異氰酸酯基含量的測定

【范圍】
本文件描述了聚氨酯預聚體或中間產物中異氰酸酯基(NCO)含量的兩種測定方法：
——方法A：二正丁胺無水甲苯/鹽酸標準滴定溶液法；
——方法B：近紅外光譜法。
本文件適用于聚氨酯預聚體的生產企業或相關方使用二正丁胺無水甲苯/鹽酸標準滴定溶液法和近紅外光譜法對產品中的異氰酸酯基(NCO)含量進行測定，也可用于相關單位對該類產品進行研究、質量控制。

【術語和定義】
下列術語和定義適用于本文件。
異氰酸酯基含量  isocyanate content
聚合多元醇與過量的二異氰酸酯反應生成的聚氨酯預聚體或中間產物中所含的異氰酸酯基的質量分數。

【干擾】
光氣、異氰酸酯中氨基甲酰氯、鹽酸和任何其他酸或堿化合物有干擾。這些雜質通常含量較低，對測定結果的影響可以忽略不計。

【方法A——二正丁胺-無水甲苯/鹽酸標準滴定溶液法】
原理
聚氨酯預聚體或中間產物中的異氰酸酯基與過量的二正丁胺在甲苯中反應，反應完成后，過量的二正丁胺用鹽酸標準滴定溶液滴定。其反應如下。
異氰酸酯基與二正丁胺反應：

鹽酸與二正丁胺反應：


【試劑】
除非另有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和 GB/T 6682 中規定的三級水。
無水甲苯。
丙酮。
異丙醇。
無水乙醇。
乙醇(95%)。
二正丁胺-無水甲苯溶液：c[(C₄H₉)₂NH]=0.2mol/L或1.0mol/L。
0.2mol/L二正丁胺-無水甲苯溶液的配制：稱取6.5g二正丁胺，溶于無水甲苯后，稀釋至250mL，混勻。
1.0mol/L二正丁胺-無水甲苯溶液的配制：稱取129g 二正丁胺，溶于無水甲苯后，稀釋至1L，混勻。
鹽酸標準滴定溶液：c(HCl)=0.1mol/L或0.5mol/L。
按 GB/T 601-2016 中4.2的規定進行配制和標定。
溴甲酚綠指示劑：1g/L。
按 GB/T 603-2002 中4.1.4.28的規定進行配制。

【儀器設備】
分析天平：精度為0.0001g。
具塞錐形瓶：250mL。
滴定杯：100mL、150mL或250mL。
移液管：10mL。
量筒：10mL、100mL。
酸式滴定管：25mL，分度值0.1mL。
電位滴定儀：電極為玻璃銀、氯化銀復合電極或其他適用電極，其精度不低于0.1mV，滴定管加液誤差為±0.03mL。

【測定步驟】
預估樣品中異氰酸酯基含量，根據預估值按表1中的規定稱取相應量的樣品(精確至0.001g)于具塞錐形瓶或滴定杯中，樣品不能沾附在瓶口或杯口。
用量筒或其他合適器具加入10mL無水甲苯，蓋上瓶塞或杯蓋，緩慢搖勻，使樣品完全溶解。
注：對于難溶試樣，可低溫加熱(≤50°C)或加入10mL丙酮助溶，且在反應過程中仍需振搖。
按表1中的規定，準確移取10mL相應濃度的二正丁胺-無水甲苯溶液于樣品溶解完全的具塞錐形瓶或滴定杯中，蓋上瓶塞或杯蓋，充分搖勻，室品下靜置反應10min。


【滴定】
顯色滴定
在反應完成后的溶液中加入50mL異丙醇，搖勻，再加入4滴～6滴溴甲酚綠指示劑，按表1中的規定，用相應濃度的鹽酸標準滴定溶液進行滴定，

至溶液剛剛變成黃色且保持30s顏色不褪色時停止滴定，讀取消耗標準滴定溶液的體積數，保留至小數點后兩位。
注：可使用70mL無水乙醇替代50mL異丙醇。
電位滴定
在反應完成后的溶液中加入30mL異丙醇，將裝有待滴定溶液的滴定杯放在電位滴定儀上，用磁力攪拌器攪拌。將電位滴定儀電極浸入溶液，按表1中的規定，用相應濃度的鹽酸標準滴定溶液滴定至等當點。
空白
按以上的步驟同時進行空白試驗。

【實驗儀器制備，推薦使用】

京都電子KEM 電位滴定法自動電位滴定儀 AT-710S

【結果計算與表示】
異氰酸酯基含量(ω_NCO)以異氰酸酯基的質量百分數計，數值以％表示，按公式(1)計算：

式中：
V₀——滴定空白消耗的鹽酸標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；
V ——滴定試樣消耗的鹽酸標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；
c  ——鹽酸標準滴定溶液的濃度的數值，單位為摩爾每升(mol/L)；
42.02——NCO的摩爾質量的數值，單位為克每摩爾(g/mol)；
m ——試樣的質量的數值，單位為克(g)。
測定結果以兩次平行試樣測定結果的算術平均值表示，結果保留到小數點后兩位。