失水山梨醇单油酸酯(Span80)—乳化剂S-80

本方法参照标准ZBG 73003—1988。适用于山梨糖醇酐与油酸酯化而制得的山梨糖醇酐油酸酯，称为乳化剂S-80。主要用于化工、纺织、机械、石油、采矿等工业作为油包水型乳化剂及分散剂等。

乳化剂S-80为琥珀色至棕色粘稠油状物。主要质量指标应符合表1规定。

表1乳化剂S-80的质量指标

 

(一)酸值的测定

按GB 6365—1986进行测定。测定方法如下：

（本方法参照标准GB 6365—1986，适用于表面活性剂中游离碱度或游离酸度的测定。

该标准所规定的滴定法仅适用于标明有此规定指标的每种产品。

(一)方法概述

本滴定法以酚酞为指示剂，用标准盐酸溶液或硫酸溶液或标准氢氧化钾溶液，滴定试样乙醇溶液，以测定试样的游离碱度或游离酸度。

(二)仪器和试剂

(1)锥形瓶250ml。

(2)碱式滴定管25ml。

(3)量筒l00ml。

(4)氢氧化钾(GB 2306)标准溶液c(NaoH)=0.1mol／L。

(5)盐酸(GB 622)标准溶液c(HCl)=0.1mol／L。

(6)酚酞(HGB 3039)指示液  10g／L(95％)乙醇溶液。

(7)95％乙醇(GB 679)。

(8)中性乙醇的配制  缓缓回流乙醇溶液5min，以除去二氧化碳，冷却到室温，以酚酞溶液为指示剂，用氢氧化钠溶液中和到指示剂刚变成粉红色(每200ml溶液加4滴酚酞)。

(三)操作步骤

称取约10g试样到250ml锥形瓶中(称准至0.004g)，加入100m1中性乙醇，并摇动试样使之完全溶解，加10滴酚酞指示液(10g／L)。若溶液无色，用氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=0.1mol／L]滴定，若溶液为粉红色，用盐酸标准溶液[c(HCl)=0.1mol／L]滴定。

(四)计算

1g试样中的氢氧化钾毫克数或中和lg试样所需要的氢氧化钾毫克数表示为碱价或酸价。计算式见式(1)。

(1)

式中    X——试样的碱价或酸价，mgKOH／g；

V——滴定消耗标准溶液的体积，ml；

c——所用标准溶液的实际浓度，mol／L；

m——试样的质量，g；

56.1——氢氧化钾的摩尔质量 [M(KOH)]，g／mol。）

(二)羟值的测定

按GB 7384—1987进行测定。测定方法如下：

（【方法二】  醇醚羟值的测定[乙(酸)酐法]

本方法参照标准GB 7384—1987，适用于测定脂肪族和脂环族化合物的聚乙氧基缩合物中的羟基(特别是伯脂肪醇、烷基酚和脂肪酸的环氧乙烷加成物中的羟基)，并能用于羟值在10--1000之间的测定。

本标准所规定的测试方法不适用于含有下列干扰物质的情况。

伯胺、仲胺、酰胺、叔醇、硫醇和环氧类等化合物会发生副反应而影响方法的准确性。

长碳链脂肪酸和酯，由于会生成比乙(酸)酐更稳定的酐，在测定终了时也不能完全被分解，因此对本测定法有干扰。

样品中的游离酸与氢氧化钠标准溶液反应而造成干扰；碱包括某些叔胺能与反应中生成的乙酸反应，而造成干扰，在这些情况下，可以通过测定游离酸度和游离碱度进行校正。

已知环氧化合物有干扰，但若能用低温真空蒸馏法予以除去，并且不影响羟值，还是可以采用本法的。用此法可以消除浓度大于0.5％(质量分数)的会有干扰的游离环氧乙烷。

本标准不适用于环氧丙烷类产品。

羟值(OH)：

1g试样中的羟基被乙(酸)酐酯化后所生成的酸，用氢氧化钾进行中和所需的毫克数，或lg样品中的羟基相当于氢氧化钾的毫克数。”

(一)方法概述

用乙(酸)酐的吡啶溶液酯化羟基，然后水解过量的乙(酸)酐，以酚酞为指示剂。用氢氧化钠溶液滴定酯化过程和水解过程所生成的乙酸。

    根据空白试验和试样所耗用氢氧化钠溶液的体积差，计算羟值，其反应如下：

    酯化

 

过量乙(酸)酐的水解

    中和生成的乙酸

CH₃·COOH+NaOH→CH₃·COONa+H₂0

(二)仪器和试剂

(1)碱式滴定管50ml｡

(2)磨口平底烧瓶250ml｡

(3)磨口空气冷凝管(有效长度800mm)或磨口球形冷凝管(有效长度300mm)｡

(4)单刻度移液管  l5ml､25ml｡

(5)吡啶(GB 689)沸程ll4.5~115.5℃｡

(6)乙(酸)酐(GB 677)｡

(7)氢氧化钠(GB 629)  标准溶液C(NaOH)=0.5mol/L｡

(8)乙(酸)酐吡啶溶液(1+10,体积)｡

(9)酚酞(HGB 3039)｡

(三)操作步骤

    1.溶液的制备

    (1)氢氧化钠(GB 629)  c(NaOH)=0.5mol／L标准溶液。

    (2)酚酞指示剂  将lg酚酞溶解在100ml吡啶中。

    (3)乙(酸)酐吡啶溶液的配制  小心混合l体积的乙(酸)酐和l0体积的吡啶，避免过热。存放在具有磨口的棕色玻璃瓶中，使用铂一钴标准，若色泽超过200Hazen单位，则此溶液不能使用[按GB 3143—1982《液体化学产品颜色测定法(Hazen单位—铂一钻色号)》]。

    2.样品中含水量的测定

    按GB／T 7380一1995《表面活性剂1含水量的测定卡尔·费休法》规定进行。

    3.称量

    按表1规定将实验室样品称入干燥、已称重的平底烧瓶中(称准至0.001g)。

表1试样称量

    注：对含水量在质量分数O.25％～l％之间，试样的质量m₀克数不应超过

式中    I(OH)——估计羟值，以每克试样所耗用氢氧化钾的毫克数计；

V₀——用于空白试验的氢氧化钠标准溶液的体积，ml；

[H₂0]——试样中的含水量的质量分数。

4.测定

(1)乙酰化  用移液管准确吸取15ml乙(酸)酐吡啶溶液，移入平底烧瓶中。用吡啶润湿冷凝管接头，并将冷凝管与平底烧瓶接上。摇匀，以混合瓶中的溶液，烧瓶内的液面应低予水浴面，在沸水浴中加热10min后，旋动烧瓶，继续保温50min。

(2)过量乙(酸)酐的水解和滴定将2ml水由冷凝管加入到平底烧瓶中，摇动，混匀，在沸水浴中加热5min。将烧瓶及其内容物冷却到30℃以下，由冷凝管再加入70ml水，卸除冷凝管，并用水淋洗磨口玻璃接头。用移液管，加入25ml氢氧化钠标准溶液[C(NaOH)=0.5mol／L]，加入3～5滴酚酞指示剂，并在激烈搅拌下，用氢氧化钠标准溶液[C(NaOH)=0.5mol／L]滴定至溶液呈粉红色，并保持15s不退色。

用2～3滴水代替试样，同时进行空白试验。）

(三)水分含量的测定

按GB 7380—1995进行测定。测定方法如下：

（【方法一】共沸蒸馏法

本方法参照标准GB ll275—1989。规定了一种共沸蒸馏法测定表面活性剂含水量的方法。溶于水而不溶于二甲苯的挥发物将被计入结果中。

该标准适用于含水量大于或等于2％(质量分数)的粉状、浆状和液体产品。该标准不适用于含水溶性挥发物的样品，例如含有乙醇。

(一)方法概述

试样中的水与沸腾的二甲苯共沸蒸馏

(二)试剂和仪器

(1)二甲苯 (HG 3.1011)化学纯。

(2)蒸馏皿包括下列项目(见图1)

图1蒸馏皿

1—烧瓶；2一刻度回收量筒；3一回流冷凝器

 

①烧瓶最小容量500ml，装有标准磨口玻璃接头。

②刻度收集量筒。  容量l0ml，刻度间隔为0.1ml，在lml以后刻度间隔为.0.2ml。

③回流冷凝器。

(三)操作步骤

本操作必须在通风橱内进行，以防实验人员接触有毒的二甲苯蒸气。

1.试样

称取20～50g实验室试样，称准至0.Olg，放入烧瓶内，选取试样重量必须使水在试验结束时充满刻度量筒的20％。如含水量比较低时，可以适当增加试样称量，并使用较大的烧瓶。

2.测定

在试样中加入l00～300ml二甲苯和沸石(如碎瓷片)，连接烧瓶和其余装置。逐步加热至沸，继续沸腾直至馏出液变清(每s回流2或3滴)而无进一步的水分离出来。如果水滴粘着管壁，用5ml二甲苯洗下来。如果有泡沫干扰测定。可加入少量干燥石蜡或油酸进行消泡，静置，直至水完全分离，没有乳化层，读出刻度管内水的体积。

(四)计算

    含水量的质量分数X由式(1)给出

(1)

式中    V——水层的体积，ml；

m₀——试样的质量，g；

ρt——水在温度t时密度，g／ml。

相同样品在两个实验室所得结果之差不应超过1％。

    【方法二】卡尔·费休法

本方法参照标准GB／T 7380--1995，规定了用卡尔·费休试剂测定表面活性剂和洗涤剂中含水量的方法。

该标准适用于粉状、浆状及溶液的产品。对于含水量低于1％(质量分数)的试样，本法是采用的惟一方法。

若试样含有碱金属硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物和硼酸盐，碱性化合物与卡尔·费休试剂反应，得到偏高的测定值。在测定前应先分析试样中的碱金属盐。

含水量是指试样中的游离水、结晶水、吸附水或吸留水的量，按照耗用卡尔·费休试剂的量计算，并以质量分数表示。

(一)方法概述

试样中的水与卡尔·费休试剂中的碘和二氧化硫反应，卡尔·费休试剂事先以精确已知量的水用滴定法标定。由试剂的用量计算出含水量的质量分数。   

(二)仪器和试剂   

(1)微量水分测定仪全自动或半自动，由下列部分组成

①双铂电极滴定装置;

②20ml活塞滴定管；

③含活性硅胶、氯化钙或高氯酸镁的干燥管；

④滴定器皿；

⑤磁力搅拌装置。

(2)微量注射器50tA。

(3)容量瓶100ml。

(4)移液管20ml。

(5)蒸馏水(GB／T 6682)  二级水。

    (6)无水甲醇(GB 338)。

(7)卡尔·费休试剂

    ①含吡啶卡尔·费休试剂市售；

②无吡啶卡尔·费休试剂市售。

(8)酒石酸钠(C₄H₄0₆Na₂·2H₂0)(HG 3-1101)或草酸(H₂C₂0₄·2H₂0)(GB／T 9854)。

(三)操作步骤

按GB／T 6372或GB／T l3173.1—1991规定制备和贮存表面活性剂或洗涤剂的实验

室样品。水分测定仪的使用方法按照仪器制造厂的说明书操作。

1.卡尔·费休试剂水滴定度的标定

分析前标定试剂的水滴定度。在反应瓶中加入一定体积(浸没电极2～3mm)无水甲醇，在搅拌下用卡尔·费休试剂滴定至读数稳定30s不变为终点(不记录所耗用卡尔·费休试剂的体积)。

用50μl微量注射器从进样口注入蒸馏水0.04g(精确至0.0001g)或称取200～250mg(精确至0.0001g)酒石酸钠或草酸于反应瓶中，重新滴定至终点，并记录所耗用卡尔·费休试剂的体积。

    按式(1)或式(2计算水滴定度T(mg／ml)的值

(1)

或

(2)

式中    m_l——水的质量，g；

V₁——滴定所耗用卡尔·费休试剂的体积，ml；

T——卡尔·费休试剂的水滴定度，mg／ml；   

m₀——酒石酸钠或草酸的质量，mg；

            ω——酒石酸钠含水量的质量分数15.66％或草酸含水量的质量分数28.57％。

2.试样的制备

若试样含水量低于l％(质量分数)，则称取5～lOg(精确至0.O01g)相当于含10～50mg水的试样。

若试样中含水量高于1％(质量分数)，则称取1～5g试样(精确至0.O01g)置于lOOml容量瓶中，加入无水甲醇并稀释至刻度，剧烈振摇，使样品中的水溶解，静置，使不溶盐沉淀至瓶底，用20ml移液管吸取.相当于l0～50mg水的上层甲醇清液。

试样含水量高于1％(质量分数)时，须用卡尔·费休试剂滴定无水甲醇中的水分，然后扣除。

3.含水量的测定

在反应瓶中加入一定体积(浸没电极2～3mm)无水甲醇，在搅拌下用卡尔·费休试剂滴定至终点(不记录所耗用卡尔·费休试剂的体积)。

迅速加入试样于反应瓶中，搅拌溶解，滴定至终点，记录所耗用卡尔·费休试剂的体积。

(四)结果

    含水量的质量分数X按式(3)计算

(3)

式中    m₂——试样的质量，g；

V₂——滴定所耗用卡尔·费休试剂的体积，ml；

T——卡尔·费休试剂的水滴定度，mg／ml。

相同试样，同一分析者相继测定两次结果之差，应不大于平均值的6％。相同试样，在两个不同实验室中测得结果之差，应不大于平均值的10％。

(五)试验报告

试验报告应包括下列各项：

a.完全鉴别样品的所有必要情况；

b.标准的参考和溶剂的类型及使用卡尔·费休试剂的类型；

c.得到的结果和结果的表示；

d.试验条件；

e.在本标准中及参考标准中未包括的，任选的或偶然性的，可能会影响结果的任何操作细节。）

 

(四)皂化值的测定

1.仪器和试剂

(1)移液吸管25ml。

    (2)球形冷凝管外套管长300mm。 

(3)酸式滴定管25ml。

    (4)盐酸(GB 622)    c(HCl)=0.5mol／L标准溶液。

(5)氢氧化钾乙醇溶液，c(KOH)=0.5mol／L  称取氢氧化钾32g，加适量95％乙醇使之溶解，并稀释至l000ml，置于橡皮塞玻璃瓶中，24h后，倾取上层清液于玻璃瓶中，密闭保存。

2.操作步骤

称取试样l.5g(称准至0.001g)于三角烧瓶中，用移液吸管精确加入氢氧化钾乙醇溶液[c(NaOH)=0.5mol／L]25ml，装上球形冷凝管，在水浴中加热至微沸，回流30min，用乙醇20ml冲洗冷凝管的内壁和瓶塞的下部，加酚酞指示液3～5滴，趁热用盐酸标准溶液[c(HCl)=0.5mol／L]滴定至溶液粉红色刚好消失，加热至沸，如溶液又出现粉红色，则再滴定至粉红色退去。同时作一空白试验。

3.计算

皂化值X(mgKOH／g)按式(1)计算

(1)

式中    V₀——空白试验耗用盐酸标准溶液的体积，ml；

V₁——试样耗用盐酸标准溶液的体积，ml；

C——盐酸标准溶液的实际浓度，mol／L；

56.1——氢氧化钾的摩尔质量，g／mol；

m——试样的质量，g。

 

注：

本方法参照标准GB l3482—1992，适用于油酸与失水山梨醇酯化反应生成的产品。主要用于食品、医药、化妆品等工业，作乳化剂、稳定剂、增稠剂和润滑剂等。

分子式  C₂₄H₄₄0₆

摩尔质量428.6(按1987年国际相对原子质量)

Span80为琥珀色至棕色粘稠油状液体，应符合表1要求。

表1 Span80的质量指标