1前言
聚乙烯(polyethylene ,簡(jiǎn)稱PE)是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上,也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭,無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-100~-70°C),化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)。為了檢測(cè)超高分子量聚乙烯中的多種元素含量,選擇微波消解作為前處理方法,本方法消解迅速,酸用量少,酸霧污染小,有利于后續(xù)對(duì)痕量元素的準(zhǔn)確快速測(cè)定。
2儀器與試劑
2.1 儀器
新儀TANK微波消解儀,趕酸器,分析天平(十萬分之一)等。
2.2 試劑
硝酸(68%),過氧化氫(30%)
3實(shí)驗(yàn)方法
3.1 樣品制備
將樣品粉碎成細(xì)小顆粒,顆粒度越小越容易消解。

3.2 酸體系探究
聚合物樣品含有大量的碳元素,需要選擇具有氧化性的試劑進(jìn)行消解,選用硝酸作為實(shí)驗(yàn)的首選試劑,同時(shí)加入少量的過氧化氫輔助氧化,效果更佳。
3.2.1消解實(shí)驗(yàn)
稱取超高分子量聚乙烯樣品0.1g(精確至0.1mg)置于消解罐底部,加入6mL硝酸和2mL過氧化氫,靜置15min左右,組裝消解罐,按照如下設(shè)置參數(shù)進(jìn)行消解實(shí)驗(yàn):
階段 | 溫度/℃ | 壓力/psi | 升溫時(shí)間/min | 保溫時(shí)間/min |
1 | 200 | 400 | 15 | 20 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)束,待冷卻至60℃以下,壓力為零,取出罐架轉(zhuǎn)移至通風(fēng)櫥中,打開消解罐,放置在趕酸器上150℃趕酸至小于1mL,轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中,用純水多次清洗消解罐,清洗液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶中,定容。
3.4取樣量
超高分子量聚乙烯樣品反應(yīng)會(huì)生成大量的二氧化碳,在取樣量為0.1g時(shí),最大壓力超過2MPa,因此本實(shí)驗(yàn)的取樣量不應(yīng)超過0.1g。
4結(jié)果與討論
超高分子量聚乙烯材料,采用硝酸+過氧化氫的混酸體系進(jìn)行消解實(shí)驗(yàn),在取樣量為0.1g,最高實(shí)驗(yàn)溫度200℃時(shí),壓力可達(dá)2MPa,樣品可完全消解至澄清透明狀態(tài)。高分子類樣品通常含有較多的碳元素,消解時(shí)被氧化為二氧化碳,會(huì)產(chǎn)生較大的壓力,在滿足檢測(cè)需求的情況下,應(yīng)選擇盡量小的取樣量,或添加預(yù)處理步驟。