工业聚磷酸铵 - 平均聚合度的测定(端基滴定法)

HG/T 2770-2020 工业聚磷酸铵

范围
本标准规定了工业聚磷酸铵的分类、要求、试验方法、检验规则、标志、标签、包装、运输、贮存。
本标准适用于工业聚磷酸铵。该产品主要用作涂料、造纸、塑料、橡胶、纺织、木材及有机建材等制品的阻燃添加剂等。

分子示性式
(NH₄)_n+2PnO_3n+1  (n为20～3000之间)

分类
工业聚磷酸铵分为两种型号:
——Ⅰ型为高平均聚合度产品；
——Ⅱ型为低平均聚合度产品。

外观
白色或灰白色粉末或颗粒。
工业聚磷酸铵按本标准规定的试验方法检测应符合表1的规定。


试验方法
平均聚合度的测定
端基滴定法(适合Ⅱ型产品)

原理
用阳离子交换树脂将溶液中的铵离子交换为氢离子，利用氢离子与聚磷酸根端基磷定量结合的原理，以电位滴定法测定试料的端基磷含量。 二倍总磷(二倍五氧化二磷) 含量与端基磷含量之比即为平均聚合度。

试剂或材料
盐酸溶液: 1+1。
氢氧化钠标准滴定溶液: c(NaOH)≈0.1mol/L。
H型-732离子交换树脂。

仪器设备
离子交换柱: 玻璃管内径10mm， 长400mm，配有玻璃旋塞。
酸度计: 精度为0.02pH单位。 配有玻璃电极、饱和甘汞电极或复合电极。

试验步骤
离子交换柱的制备
将离子交换柱固定在架上，关上活塞，在柱子底部填1cm厚的玻璃棉，倒入约10mL水浸湿，将树脂倒入柱内，使树脂床高为300mm。用盐酸溶液浸没备用。
树脂的再生
每次试料洗脱分离完毕，用200mL盐酸溶液流过树脂床且浸泡过夜使树脂再生。使用前用50mL盐酸溶液流过柱子。关闭交换柱活塞，将柱子充满水，塞上橡皮塞，倒转几次使树脂松动，排出空气泡。将柱子竖直固定在架上，用水先慢速洗涤树脂，然后以5.5mL/min～6.0mL/min流速洗至流出液为中性(用pH试纸检验)。维持液面高于树脂层1cm，关闭交换柱活塞，备用。
试验
称取约0.5g试样，精确至0.0002g，置于100mL烧杯中，加入10mL水，充分搅拌后，用水作洗脱溶液，控制柱流速为5.5mL/min～6.0mL/min，洗涤至流出液为中性(用pH试纸检验)。收集洗涤液于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。移取100mL试验溶液于250mL烧杯中，将烧杯置于电磁搅拌器上，放入电磁搅拌子，开动搅拌器，用校准后的酸度计测量。用氢氧化钠标准滴定溶液调整pH约为3，将滴定管调为零点，然后用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，记录每次加入氢氧化钠标准滴定溶液后的总体积和对应的pH值。当pH在4～6和7～9这两个范围时，每次只加0.10mL。计算出ΔpH和Δ²pH。ΔpH出现最大值后再记录一个pH值。

试验数据处理
滴定端基磷所消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积V，按公式(3) 计算:

式中:
V₂——pH在7～9之间时，ΔpH出现最大值前所加入氢氧化钠标准滴定溶液的总体积数值，单位为毫升(mL)；
b₂——pH在7～9之间时，Δ²pH最后一次正值；
B₂——pH在7～9之间时，Δ²PH最后一次正值与第一次负值绝对值之和；
b₁——pH在4～6之间时，Δ²pH最后一次正值；
B₁——pH在4～6之间时，Δ²pH最后一次正值与第一次负值绝对值之和。
平均聚合度X，按公式(4)计算：

式中：
ω₁——测得的五氧化二磷(P₂O₅)质量分数，%；
c  ——氢氧化钠标准滴定溶液浓度的准确数值， 单位为摩尔每升(mol/L)；
M ——五氧化二磷(1/2 P₂O₅)的摩尔质量数值， 单位为克每摩尔(g/moL)(M=70.97)；
V ——滴定端基磷所消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积数值， 单位为毫升(mL)；
m ——试料质量的数值， 单位为克(g) 。
取平行测定结果的算术平均值为测定结果。 两次平行测定结果的绝对差值不大于1。