专利名称：一种丙烯腈聚合液中偶氮二异丁腈残余的检测方法
技术领域：
本发明涉及丙烯腈聚合液中偶氮二异丁腈残余的检测方法，更具体地涉及用于制 备碳纤维原丝的丙烯腈聚合液中偶氮二异丁腈的检测方法。
背景技术：
聚丙烯腈基碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、以 及良好的导电性、导热性等优异性能，在航天航空、机械电子、化工建材及高级体育用品等 方面具有不可替代的作用。聚合工艺是决定制备性能优异碳纤维的先决条件，必须严格控 制各聚合参数。丙烯腈的聚合方法较多，主要有溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合， 其中溶液聚合用于制备碳纤维用聚丙烯腈最为广泛，使用的引发剂主要是偶氮二异丁腈 (AIBN)。AIBN的量必须严格控制，一般不超过单体总量的0.5%，最好是0.3%以下。因为 AIBN的半衰期较长，残留未分解的AIBN在后处理的过程中一直分解，并放出N2,严重影响 纺丝的稳定性和原丝的质量。因此，对丙烯腈聚合液中AIBN残余的检测是十分必要的。然 而，现有专利及文献还没有关于丙烯腈聚合液中AIBN残余检测方法的报道。
发明内容
基于上述缺点，本发明的目的是提供一种检测丙烯腈聚合液中AIBN残余的方法， 该方法的特征是准确、灵敏、高效且操作简单。本发明方法是通过高效液相色谱仪(HPLC) 来实现的，具体技术方案如下步骤1、建立AIBN溶液的标准曲线配置不同浓度的系列AIBN标准溶液，用HPLC测试所述AIBN标准溶液，建立AIBN 峰面积与其浓度的标准曲线。步骤2、测定丙烯腈聚合液中AIBN的残余将丙烯腈聚合液在沉淀剂中沉淀，过滤除去聚丙烯腈，滤液浓缩得到不含聚丙烯 腈的AIBN溶液，将该不含聚丙烯腈的AIBN溶液用于HPLC测试，测出AIBN峰的积分面积， 将该积分面积代入标准曲线计算AIBN的残余量。所述HPLC的反应程序是以乙腈和水的的比例为30 70 70 30的混合溶液， 优选为40 60 60 40 ；流速为0. 5 1. Oml/min，优选为0. 5ml/min ；柱温为25 35°C，优选为35°C ；检测器为紫外检测器，检测波长210nm或346nm，优选为346nm ；进样体 积为5 15 μ 1，优选为10 μ 1。所述配置标准溶液所用的溶剂与稀释丙烯腈聚合液的溶剂保持一致，优选自二甲 基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺。所述丙烯腈聚合液在沉淀剂中沉淀的目的是为了除去聚丙烯腈。沉淀剂为能溶解 AIBN而不溶解聚丙烯腈的任何溶剂或其组合，优选低沸点的溶剂或其组合，例如甲醇、乙 醇、四氢呋喃、二氯甲烷之一或其组合。本发明提供一种丙烯腈聚合液中偶氮二异丁腈残余的检测方法，该方法操作简
3单、高效，获得的数据准确、灵敏。
图1所示是检测的AIBN标准溶液谱2所示是AIBN峰积分面积与其浓度的标准曲线图3所示是实施例2检测的待测样品谱图。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神 和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例1配制浓度为2ppm、10ppm、50ppm、IOOppm和200ppm的系列AIBN标准溶液，溶剂为 二甲基亚砜(DMSO)。用Waters ACQUITY UPLCTM高效液相色谱仪测试这些标准溶液。色谱 柱(BEH C18 1.7ym,2. IX50mm)的柱温为30°C，流动相乙腈和水的体积比例为1 1的混 合溶液，流动相的流速为0. 5mL/min，检测器为紫外检测器，检测波长为346nm，样品进样体 积为10yL。上述溶液经高效液相色谱仪分析后，得到如图1所示的HPLC谱图。根据AIBN 峰积分面积与浓度的关系，绘制标准曲线，如图2所示。实施例2取Ig丙烯腈聚合液，加入3g DMSO稀释后在二氯甲烷中沉淀，过滤，滤液在室温下 浓缩至4g，得到不含聚丙烯腈的AIBN溶液，用HPLC测试该AIBN溶液，HPLC的反应程序同 实施例1。得到AIBN峰的积分面积为589 (图3)，由图1查得AIBN的浓度为6. 5ppm。因 此，该丙烯腈聚合液中AIBN的残余量为6. 5X4 = 26ppm。实施例3取Ig丙烯腈聚合液，加入3gDMS0稀释后在乙醇中沉淀，过滤，滤液在室温下浓缩 至4g，得到不含聚丙烯腈的AIBN溶液，用HPLC测试该AIBN溶液，HPLC的反应程序同实施 例1，得到AIBN峰的积分面积为573，由图1查得AIBN的浓度为6. 3ppm。因此，该丙烯腈聚 合液中AIBN的残余量为6. 3X4 = 25. 2ppm。实施例4配制浓度为20ppm的AIBN溶液，取该溶液4g用于溶解Ig聚丙烯腈基原丝，即得 到浓度为16ppm的含聚丙烯腈的AIBN溶液。将该含聚丙烯腈的AIBN溶液进行与实施例2 相同的操作过程，得到积分面积是1377。由图1查得测得的AIBN浓度为15. 2ppm。从结果 可以看出，HPLC用于AIBN残余的检测，是十分灵敏和准确的。
权利要求
一种丙烯腈聚合液中偶氮二异丁腈(AIBN)残余的检测方法，其特征在于通过高效液相色谱仪来实现的，包括如下步骤步骤1、建立AIBN溶液的标准曲线配置不同浓度的系列AIBN标准溶液，用HPLC测试所述AIBN标准溶液，建立AIBN峰面积与其浓度的标准曲线；步骤2、测定丙烯腈聚合液中AIBN的残余将丙烯腈聚合液在沉淀剂中沉淀，过滤除去聚丙烯腈，滤液浓缩得到不含聚丙烯腈的AIBN溶液，将该不含聚丙烯腈的AIBN溶液用于HPLC测试，测出AIBN峰的积分面积，将该积分面积代入标准曲线即可计算AIBN的残余量。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述沉淀剂为能溶解AIBN而不溶解 聚丙烯腈的任何溶剂或其组合。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述沉淀剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、 二氯甲烷之一或其组合。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述的AIBN标准溶液的溶剂和稀释 丙烯腈聚合液的溶剂一致。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述的溶剂选自二甲基亚砜、N，N-二 甲基甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述HPLC的检测程序包括流动相为 乙腈和水的体积比为30 70 70 30的混合溶液，流速为0. 5 lml/min，柱温为25 35°C，监测器为紫外监测器，监测波长210nm或346nm，进样体积为5 15 μ 1。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述流动相乙腈和水的比例为 40 60 60 40，所述流速为0. 5ml/min，所述柱温为35°C，所述监测波长346nm，所述进 样体积为10 μ 1。
全文摘要
本发明涉及一种丙烯腈聚合液中偶氮二异丁腈(AIBN)残余的检测方法，其特征是通过高效液相色谱仪(HPLC)来实现的，包括如下步骤步骤1，配置不同浓度的AIBN系列标准溶液，用HPLC测试所述AIBN标准溶液，建立AIBN峰面积与其浓度的标准曲线；步骤2，将丙烯腈聚合液在沉淀剂中沉淀，过滤除去聚丙烯腈，滤液浓缩得到不含聚丙烯腈的AIBN溶液，将该不含聚丙烯腈的AIBN溶液用于HPLC测试，测出AIBN峰的积分面积，代入标准曲线即可计算AIBN的残余量。本发明提供的方法准确、灵敏、高效且操作简单。
文档编号G01N30/02GK101915814SQ20101023894
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者卢培栋, 张雪芹, 朱栋栋, 李瑞亢, 胡衍平, 鲁代仁 申请人:中国蓝星(集团)股份有限公司