式中:C———HCl浓度/mol·L-1;
V———消耗HCl的体积/mL;
W———样品的质量/g。
2结果与讨论
2.1测定温度的影响
低甲醛树脂的生产过程一般分两步,第一步先用甲醛、乙二醛和脲反应生成DMDHEU树脂;第二步将DMDHEU树脂与多元醇醚化生成低甲醛树脂。以上两步中,甲醛与酰胺生成羟甲基的化学反应是可逆的,因而无论是否进行醚化,树脂中始终会有一部分游离甲醛存在。用盐酸进行分析滴定时,当树脂溶液中的游离甲醛与亚硫酸钠反应消耗后,羟甲基化合物还会水解释放出一定量的甲醛。温度对羟甲基化合物的水解反应影响很大,表1是在温度5~30℃范围内测出的同一树脂样品的游离甲醛值。
由表1知,温度越高,测得的游离甲醛值越大。这是因为温度越高,羟甲基化合物水解反应速率越快,相同时间内释放出的游离甲醛必然越多。因此,为能较真实地反映树脂中的游离甲醛量,应保证滴定过程中样品的温度不超过5℃。
2.2亚硫酸钠用量的影响
亚硫酸钠易水解,会使其水溶液的pH值升高,因此需要先用稀盐酸溶液调节pH值至9. 6。加入待测的甲醛树脂溶液后,溶液中的甲醛与过量的亚硫酸钠发生加成反应,生成甲醛的加成物和氢氧化钠;生成的氢氧化钠再用标准盐酸溶液滴定pH值至9. 6为终点。其反应式如下:
用不同亚硫酸钠用量测定的游离甲醛值见表2。当12. 5%的亚硫酸钠用量低于25 mL时,甲醛与亚硫酸钠的加成反应进行得不充分,生成的氢氧化钠量少,测定值偏低。反之,当亚硫酸钠用量大于25 mL时,过量的亚硫酸钠水解产生的氢氧化钠需要更多的盐酸来中和,因而测定值偏高。亚硫酸钠用量越大,偏差越大。因此,树脂中游离甲醛量低于1 %时, 12. 5 %亚硫酸钠用量取25 mL为宜。
2.3测定时间的影响
表3是采用不同滴定时间测定的游离甲醛值。低温条件下,甲醛与亚硫酸钠发生加成反应,生成的甲醛加成物及氢氧化钠的反应需要一定时间才能完成。若滴定时间太快,低于15s,甲醛与亚硫酸钠加成反应不充分,生成的氢氧化钠少,导致游离甲醛的测定值偏低。反之,如果滴定时间较长,超过15s,当溶液中游离甲醛都反应消耗之后,树脂中部分羟甲基也会水解释放出一部分甲醛。释放出的甲醛继续与过量亚硫酸钠反应生成氢氧化钠,需要更多的盐酸才能使pH值降至9. 6,因此,测定的游离甲醛量必然偏高。为此,在滴定温度不超过5℃条件下,滴定时间取15s为宜。