一种肥料的聚磷酸铵聚合度的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚合度的检测方法，具体涉及一种肥料的聚磷酸铵聚合度的检测 方法。
【背景技术】
[0002] 聚磷酸铵是一种含磷、氮的无机聚合物，由于养分含量高，溶解性好，不易与土壤 溶液中的钙、镁、铁、铝等离子反应而使磷酸根失效，因此，广泛应用于肥料中，生产工艺已 非常成熟。按其聚合度可分为低聚物、中聚物以及高聚物3种，其聚合度越高水溶性越小， 反之则水溶性越大，如当聚合度η < 20时，聚磷酸铵为水溶性；当η > 20时，聚磷酸铵为难 溶性。而聚磷酸铵的聚合度是决定其性质的重要的化学、物理参数，对聚磷酸铵的耐水性和 分解温度等有重要影响。因此，聚磷酸铵聚合度的准确测定对其生产应用有重要的指导意 义。
[0003] 高聚物相对分子质量测定一般在稀溶液中进行的，聚磷酸铵也不例外。但由于高 聚合度聚磷酸铵在常温时难溶于水和有机溶剂，故常温下溶解效果不好。因此常用离子交 换法将难溶的聚磷酸铵转变为可溶性聚磷酸盐溶液。但由于离子交换法时间长，易导致聚 磷酸盐支链和交联点水解。
[0004] 端基滴定法是最早的聚磷酸盐聚合度的检测方法之一，化工部颁布的行业标准 HG/T2770-2008《工业聚磷酸钠》的测定方法，但该方法只适用于聚合度η大于20的聚磷酸 铵，但对于聚合度η小于20的水溶性聚磷酸铵不适用。另外，在实际的检测过程中，样品溶 液通过H型阳离子树脂交换后，交换后溶液的pH值呈强酸性，水溶性聚磷酸铵极易分解，导 致检测数据偏低。
[0005] 由于聚磷酸铵端基磷原子和中间磷原子处在不同的化学环境，在31P NMR谱图中 表现出不同的化学位移，比较端基峰与中间峰的强度，就可计算出聚磷酸铵的聚合度。该方 法分析快捷、方便、准确，可适用于任意聚合度聚磷酸铵的测定，但是对于含金属离子的聚 磷酸铵肥料，因金属离子具有磁性，能干扰配体周围的磁环境，造成谱峰较宽，匀场困难等 现象，聚合度会存在较大偏差。
[0006] 其它如黏度法、凝胶色谱法、离子色谱法、纸层析法等均为一种相对的检测方法， 由于聚磷酸铵易水解，很难找到标准样品，聚合度测定的重现性也不好，故对聚合度的准确 测定通常不宜用相对方法。
[0007] 上述几种方法在测定含聚磷酸铵肥料聚合度中均存在不适用或误差太大等问题， 无法满足实际要求，所以需要一种准确度高、精度好的检测方法。
【发明内容】
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[0008] 为解决现有检测方法不适用于含聚磷酸铵肥料聚合度或检测结果误差大的技术 问题，本发明提出一种准确检测含聚磷酸铵肥料聚合度的方法。
[0009] 本发明提供了一种肥料的聚磷酸铵聚合度的检测方法，包括以下步骤：（1)将肥 料样品溶解，并调节pH值至碱性，经过离子交换的溶液定容，均分得到两份待测液，（2) - 份待测液加入酸调节PH至2~4,使用碱滴定，记录pH值从4. 5到9. 5滴定所消耗的碱的 体积，标记A ; (3)另一份待测液加酸消解后，加入酸调节pH至2~4,使用碱滴定，记录pH 值从4. 5到9. 5滴定所消耗的碱的体积，标记Ah ;
[0010] 计算公式：n = 2*Ah/A，
[0011] 式中：η------聚合度；
[0012] A------端基磷消耗碱的体积，mL ;
[0013] Ah------总磷消耗碱的体积，mL。
[0014] 优选，包括以下步骤：
[0015] (1)称取2~100g肥料样品，加水溶解，调节溶液pH值至碱性，滤掉不溶物，将滤 液定容于100~1000 ml的容量瓶中，用移液管移出25~100mL溶液进行离子交换，定溶于 100~250ml容量瓶，均分得到两份待测液；
[0016] (2) -份待测液加入酸调节pH至2~4,使用碱溶液滴定，记录pH值从4. 5到9. 5 滴定所消耗的碱的体积，标记A，即样品端基磷的含量；
[0017] (3)另一份待测液用去离子水稀释至100~250ml，加酸消解2~8小时后，调节 溶液pH值至2~4,使用碱溶液滴定，记录pH值从4. 5到9. 5滴定所消耗的碱的体积，标记 为Ah，即样品中总磷的含量；
[0018] 计算公式：n = 2*Ah/A
[0019] 式中：η------聚合度；
[0020] A------端基磷消耗碱的体积，mL ;
[0021] Ah------总磷消耗碱的体积，mL。
[0022] 优选，所述肥料样品为含有聚磷酸铵的肥料，聚磷酸铵为链状结构。
[0023] 优选，步骤⑴所述溶解是在0~20°C下。
[0024] 优选，所述离子交换是使用阳离子交换树脂。
[0025] 更加优选，所述阳离子交换树脂是硫酸磺化的苯乙烯系Na型树脂。
[0026] 优选，步骤（2)所述酸为无机强酸。
[0027] 更加优选，步骤（2)所述酸为浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸。
[0028] 优选，步骤（2)所述酸的添加量为5~20ml，浓度为4~10mol/L。
[0029] 本发明方法还可以包括将肥料样品平行检测3次的步骤。
[0030] 本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果。
[0031] (1)本发明在碱性条件下进行离子交换，解决了离子交换法时间长，在酸性环境时 易导致聚磷酸盐支链和交联点水解的问题；
[0032] (2)滴定过程操作简单，误差小，可避免滴定过程中突跃不显著带来的实验影响；
[0033] (3)本发明对于肥料中水溶性聚磷酸铵，检测结果误差小，精确度高，重复性好。
【具体实施方式】
[0034] 以下通过实施例说明本发明
[0035] 实施例1 : 一种含聚磷酸铵肥料聚合度检测方法，步骤如下：
[0036] (1)称取3g样品，加入去离子水溶解，用NaOH溶液调节溶液pH值至碱性（具体是 pH = 8)，用滤纸过滤掉溶液中不溶物，将滤液定容于100mL的容量瓶中，用移液管移出50ml 溶液进行离子交换，定溶于250ml容量瓶，测定pH值后等份待测；
[0037] (2)待测溶液加入足量的HCl溶液调节pH至3,滴定液替换为NaOH标准溶液，滴 定样品溶液至终点pH = 9. 5附近，记录pH值从4. 5到9. 5滴定所消耗的碱的体积，标记A， 即等同于样品端基磷的含量；
[0038] (3)选取上述等份待测液于圆底烧瓶并用去离子水稀释至150ml，加入10ml、浓度 为6mol/L的HCl溶液，冷凝回流6h，调节溶液pH值为3处，按照步骤⑵的方法进行滴定， 此次消耗的碱的体积，标记为Ah，即等同于样品中总磷的含量。
[0039] 计算公式