Applikationen

Hydroxyl ist eine wichtige Funktionsgruppe, und das Wissen über deren Gehalt ist für viele Zwischen- und Endprodukte, wie z. B. Polyole, Harze, Lackrohstoffe und Fette (Erdölindustrie) nötig. Die zu beschreibende Testmethode bestimmt die primären und sekundären Hydroxylgruppen. Die Hydroxylzahl ist definiert als mg von KOH, das dem Hydroxylgehalt von 1 g der Probe entspricht. Die am häufigsten beschriebene Methode zur Bestimmung der Hydroxylzahl ist die Umwandlung mit Acetanhydrid in Pyridin mit anschliessender Titration der freigesetzten Essigsäure: H3C-CO-O-CO-CH3 + R-OH -> R-O-CO-CH3 + CH3COOH. Diese Methode weist jedoch folgende Nachteile auf:Die Probe muss unter Rückfluss für 1 h gekocht werden (lange Reaktionszeit sowie aufwändiger, teurer Umgang mit den Proben); Diese Methode kann nicht automatisiert werden; Kleine Hydroxylzahlen können nicht exakt bestimmt werden; Pyridin, nicht nur toxisch, sondern auch übelriechend, muss verwendet werden.; Beide Normen, ASTM E1899-08 und DIN 53240-2, bieten alternative Methoden an, für die keine manuelle Probenvorbereitung erforderlich ist und deshalb vollautomatisch ablaufen können: Die von der ASTM E1899-08 vorgeschlagene Lösung basiert auf der Reaktion der Hydroxylgruppen, die an primären und sekundären Kohlenstoffatomen mit einem Überschuss an Toluol-4-Sulfonyl-Isocyanat (TSI) gebunden sind, um ein saures Carbamat zu bilden. Letzteres kann in einem nichtwässrigen Medium mit der starken Base Tetrabutylammoniumhydroxid (TBAOH) titriert werden. Die in der DIN 53240-2 vorgeschlagene Methode beruht auf einer katalysierten Acetylierung der Hydroxylgruppe. Nach der Hydrolyse des Zwischenprodukts wird die restliche Essigsäure in einem nichtwässrigen Medium mit einer alkoholischen KOH-Lösung titriert. Die vorliegende Arbeit demonstriert und diskutiert einen leichteren Weg zur Bestimmung der Hydroxylzahl nach ASTM E1899-08 oder DIN 53240-2 mit Hilfe eines vollautomatischen titrimetrischen Systems für eine Vielzahl an technischen Ölproben.

Das Application Bulletin beschreibt eine einfache, polarographische Methode zur Bestimmung von monomerem Styrol in Polymeren. Die Bestimmungsgrenze liegt bei 5 mg/L. Styrol wird vor der Bestimmung mit Natriumnitrit in das elektrochemisch aktive Pseudonitrosit überführt.

Das vorliegende Application Bulletin erläutert einige Applikationen für die Polymerindustrie, die mit Hilfe von NIR-Geräten durchgeführt werden. Dieses Bulletin beinhaltet Analysen verschiedenster Parametern in unterschiedlichsten Proben. Die Hydroxylzahl ist einer der bekanntesten Parameter, der schnell mittels Nahinfrarotspektroskopie bestimmt werden kann. Die Bestimmung der Hydroxylzahl in verschiedenen Bereichen und in unterschiedlichen Polyoltypen ist ebenfalls Bestandteil dieses Bulletins. Jede Applikation beschreibt die Probe und das Geräte, welches urprünglich für die Analyse verwendet wurde sowie das empfohlene Geräte und die Ergebnisse.

Diese Methode ist auf alle Proben anwendbar, die Glycerin enthalten, in Abwesenheit anderer Triole oder anderer Verbindungen, die mit Periodat unter Bildung saurer Produkte reagieren. Glycerin kann in Gegenwart von Glykolen bestimmt werden. Eine Periodatlösung reagiert bei Raumtemperatur langsam mit Diolen und Triolen in sauren wässrigen Medien. Durch die Reaktion mit Glycerin (einem Triol) entsteht eine quantitative Menge Ameisensäure. Bei der Reaktion mit Diolen entstehen neutrale Aldehyde. Die Menge an Ameisensäure, die bei dieser Reaktion entsteht, wird durch Titration gegen Natriumhydroxid bestimmt.

In diesem Application Note wird eine schnelle, zerstörungsfreie und zuverlässige NIRS-Methode zur Bestimmung der Hydroxylzahl in Polyolen vorgestellt. Ergebnisse liegen in Echtzeit vor, weshalb sich die Nahinfrarotspektroskopie hervorragend für die in-Prozess-Qualitätskontrolle eignet. Die zweiten Ableitungen der Spektren und die lineare Regression (Methode der kleinsten Fehlerquadrate) liefern Ergebnisse, die sehr gut mit denen der gängigen Titrationsbestimmung übereinstimmen.

Während der Polymerisierung liefern Echtzeitbestimmungen von Hydroxyl- und Säurezahl wichtige Informationen zum Molekulargewicht und Reaktionsendpunkt. Dieses Application Note beschreibt praktische Aspekte der Prozessüberwachung von Chargenverfahren der Polyolherstellung mittels NIRS. Prozesskontrolle in Echtzeit mit Hilfe von NIRS senkt die Produktionskosten und verbessert die Produktqualität.

Die Bestimmung des Vinylgehalts von Silikonkautschuk ist ein langwieriger und anspruchsvoller Prozess. Zunächst müssen die Vinylgruppen durch Reaktion mit einer Säure in Ethylen umgewandelt werden, gefolgt von der Bestimmung des erzeugten Ethylens mittels Gaschromatographie (GC). Diese Anwendungsnotiz zeigt, dass Vis-NIR-Spektroskopie (sichtbares Nahinfrarot) eine kosten- effiziente und schnelle Lösung zur Bestimmung des Vinylgehalts in Silikonkautschuken. Mit dem Feststoffanalysator DS2500 ist es möglich, Ergebnisse in weniger als einer Minute zu erhalten, ohne dass Probenvorbereitung oder chemische Reagenzien erforderlich sind.

Aromatische Dicarbonsäuren wie Terephthal-, Isophthal- und 5-Sulfoisophthsäure sind wichtige Monomere in der Herstellung von Polyestern und Alkydharzen. Das Monomerverhältnis der Dicarbonsäuren hat einen enormen Einfluss auf die Polymerisation. Die Trennung der spät eluierenden Komponenten ist in 15 Minuten beendet, sofern eine kurze Säule des Typs Metrosep A Supp 15 - 50/4.0 gemeinsam mit hohen Eluentkonzentrationen und Flussraten verwendet werden.

Der Epoxidgehalt von Epoxidharz hat starken Einfluss auf die Reaktivität der Harze sowie auf die Eigenschaften der beim Aushärtungsprozess entstehenden Epoxidbeschichtung. Der Epoxidgehalt ist daher ein wichtiger Qualitätskontrollparameter für Hersteller und Verbraucher. Diese Analyse basiert auf der Reaktion von Bromwasserstoff mit den Epoxidgruppen der Probe. Bromwasserstoff wird wiederum durch die Reaktion von Tetraethylammoniumbromid (TEABr) mit standardisierter Perchlorsäure hergestellt. Die Normen EN ISO 3001 und ASTM D1652 beschreiben die Bestimmung des Epoxidgehalts mittels Titration und geben ihn als Epoxid-Äquivalentgewicht (EEW) an. Werden anstelle der manuellen Titration ein Titrando und die Solvotrode easyClean eingesetzt, lassen sich Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit der Bestimmung erheblich verbessern.

Bestimmung von Styrolmonomeren in Polystyrol. Freies Styrol wird in ein polarographisch aktives Pseudonitrosit umgewandelt.

Die chemische Fertigung, darunter auch die Polyurethanproduktion, ist durch einen kostenintensiven Herstellungsprozess und negative Auswirkungen auf die Umwelt gekennzeichnet. Diese nachteiligen Auswirkungen können durch Einsatz der Schwingungsspektroskopie bedeutend abgeschwächt werden. Im vorliegenden White Paper wird aufgezeigt, wie dieses Analyseverfahren den Betreibern von Anlagen bei der Kostenreduzierung und der Minimierung derUmweltauswirkungen helfen kann.