Fully automated potentiometric determination of the hydroxyl number (HN) according to ASTM E 1899-08 and DIN 53240-2

Význam tématu

Hydroxylové skupiny jsou klíčovou funkční skupinou v polyolech, pryskyřicích, laku a olejích, kde jejich přesné stanovení ovlivňuje kvalitu konečných výrobků, kontrolu procesů a dodržení norem.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl demonstrovat plně automatizované stanovení hydroxylového čísla (HN) podle norem ASTM E 1899-08 a DIN 53240-2 bez nutnosti refluxního ohřevu či použití toxického pyridinu. Metoda umožňuje rychlé, přesné a reprodukovatelné vyhodnocení širokého spektra průmyslových vzorků.

Použitá metodika

Metody vycházejí z následujících principů:

• ASTM E 1899-08: derivatizace hydroxylu toluensulfonylisokyanátem (TSI) za vzniku karbamátu, následná potenciometrická titrace silnou bází tetrabutylamoniakálním hydroxidem (TBAOH) v nemáčeném prostředí za použití dynamického stanovení ekvivalence (DET U).
• DIN 53240-2: katalyzovaná acetylace hydroxylových skupin, hydrolýza mezistupně a titrace uvolněné kyseliny octové alkoholickým roztokem KOH.

Použitá instrumentace

Pro plnou automatizaci byly využity:

• 814 USB Sample Processor (autom. příprava vzorku)
• 809 Titrando (potenciometrická titrace)
• 800 Dosino (přesné dávkování reagencií)
• Solvotrode (nenivelační elektroda)
• tiamo™ software (řízení a vyhodnocení dat)

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla shody se standardními hodnotami:

• Oxooil 13 a 9N: ASTM HN kolem 128 mg KOH/g přičemž RSD do 3 %, DIN HN kolem 103 mg KOH/g s RSD pod 1 %.
• Lupranol® 2090 (nízké HN ~30 mg KOH/g) a Lupranol® VP 9346 (vysoké HN ~450 mg KOH/g) s výbornou přesností a nízkou variabilitou.

Systém nepotřebuje blank titraci a umožňuje stanovit i malé koncentrace hydroxylů s vysokou citlivostí.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší následující výhody:

• Plná automatizace bez nutnosti refluxního ohřevu či manuálního zásahu.
• Krytá reakce zabraňuje odpařování a znečištění vzorků.
• Rychlé stanovení, vhodné pro vysoký počet vzorků v QA/QC laboratořích.
• Široký rozsah stanovitelných hodnot HN od desítek do stovek mg KOH/g.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Integrace s laboratoří řízenými informačními systémy (LIMS) pro zrychlení reportingu.
• Rozšíření metodiky na jiné funkční skupiny a polymery.
• Miniaturizace systému a zvýšení kapacity paralelních analýz.
• Automatizace předúpravy vzorků v různých matricích (emulze, suspenze).

Závěr

Plně automatizovaný přístup podle ASTM E 1899-08 a DIN 53240-2 poskytuje rychlé, přesné a reprodukovatelné stanovení hydroxylového čísla bez komplikované přípravy vzorku. Metoda je vhodná pro rutinní analýzy v průmyslových i výzkumných laboratořích.

Reference

1. ASTM E 1899-08 Standard test method for hydroxyl groups using reaction with p-toluene-sulfonylisocyanate (TSI) and potentiometric titration with tetrabutylammonium hydroxide.
2. DIN 53240-2 Determination of hydroxyl value – Part 2: method with catalyst.