МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ОПРЕДЕЛЕНИЮ СТИРОЛА И АКРИЛОНИТРИЛА ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ ИХ В ВЫТЯЖКАХ ИЗ АБС-ПЛАСТИКОВ И СОПОЛИМЕРОВ СТИРОЛА С АКРИЛОНИТРИЛОМ (ВОДНОЙ И 5% РАСТВОРЕ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ)*

_______________

* Утверждено Заместителем Главного Государственного санитарного врача СССР А.И.Заиченко.

28 января 1977. N 123-11/284-7

Трехкомпонентные ударопрочные полистиролы на основе стирола, акрилонитрила и каучука (АБС-пластики) являются наиболее перспективными материалами для контакта с пищевыми продуктами благодаря хорошим физико-механическим свойствам, высокой стойкости этих материалов к старению и действию различных агрессивных сред, а также более низкой миграции из них остаточного стирола по сравнению с другими полистирольными пластиками. Однако, акрилонитрил, придающий указанные выше положительные свойства, может также, как и стирол, переходить из изделий в контактирующие продукты или имитирующие их модельные среды.

Известные методы определения акрилонитрила в модельных средах: полярографический и колориметрический, имеют чувствительность 0,2 мг/л, не позволяющую определять концентрации акрилонитрила на уровне его ДКМ (0,05 мг/л).

Предлагаемый метод определения мономеров в летучей части вытяжек позволяет одновременно с высокой чувствительностью и точностью определить концентрации акрилонитрила и стирола. Дистилляция позволяет также изолировать стирол и акрилонитрил от других высококипящих веществ, мешающих определению мономеров в УФ-области (пластификаторы, стабилизаторы и т.п.).

Метод был применен для санитарно-химического исследования АБС-пластиков марок АБС-2020, АБС-11063, двухкомпонентных сополимеров с акрилонитрилом марок СН-20, СН-25 и других.

Метод основан на дистилляции летучей части вытяжек, измерении оптической плотности полученного дистиллята на спектрофотометре при 195 и 247 нм и расчете концентраций стирола и акрилонитрила в бинарной смеси по методу Фирордта.

Чувствительность метода 0,002 мг/л по акрилонитрилу и 0,005 мг/л по стиролу. Относительная ошибка определения не превышает 20%.

Каждое вещество удовлетворительно определяется этим методом как в отдельности, так и в смесях с различным соотношением их. Для смеси веществ соблюдается принцип аддитивности. Закон Ламберта-Бера соблюдается в рассматриваемом интервале концентраций.

     Реактивы и растворы

Стирол, (ТУ ИРЕА 28-66*) перегнанный

________________

* ТУ, упомянутые здесь и далее по тексту, являются авторской разработкой. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

Акрилонитрил, (МРТУ 6-09-2487-65) ч.

Спирт этиловый, 96% (ТУ 59-47-72) перегнанный

Основные стандартные растворы: стирол в этиловом спирте и акрилонитрил в воде.

Для приготовления растворов в пикнометры емкостью 25 мл вносят 10-15 мл этилового спирта или воды и взвешивают с точностью до 0,0002 г. После добавления 4-5 капель стирола и акрилонитрила пикнометры вновь взвешивают и доводят объем раствора до метки этиловым спиртом или водой. Концентрацию веществ в растворе (мг/мл) находят путем деления разности двух взвешиваний на объем пикнометра.

Рабочие стандартные растворы стирола и акрилонитрила концентраций 0,10 и 0,01 мг/мл готовят перед определением путем разбавления основных растворов соответственно этиловым спиртом и водой.

     Приборы и посуда

Колбы мерные (ГОСТ 1770-64*) емкостью 25 мл.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует Действует ГОСТ 1770-74, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных

Пипетки (ГОСТ 1770-64) тип III, вместимостью 10, 5, 2 и 1 мл.

Цилиндры мерные (ГОСТ 1770-64) емкостью 100 и 200 мл.

Перегонная установка на шлифах.

Спектрофотометр СФ-16.

     Ход определения и расчет

В круглодонную колбу емкостью 500 мл вносят 200 мл вытяжки (водной или солевой) из АБС-пластика или сополимера стирола с акрилонитрилом.

Соединяют колбу с помощью съемной насадки Вюрца с прямым холодильником и отгоняют 24 мл дистиллята на песчаной бане. Дистиллят поглощают в мерный цилиндр емкостью 25 мл, содержащий 1 мл дистиллированной воды, применяя для более полного поглощения алонж специальной конструкции с вытянутым капиллярным концом диаметром 3-4 мм, доходящим до дна цилиндра.

Затем измеряют оптическую плотность дистиллята на спектрофотометре СФ-16 или другой марки с областью измерения от 190 нм в цилиндрических кюветах длиной 50 мм при 195 и 247 нм ( и ). В качестве контроля используют дистиллят, отогнанный из 200 мл дистиллированной воды или 5% раствора хлористого натрия, выдержанных в тех же температурно-временных условиях, что и вытяжки из АБС-пластиков.

Согласно методу Фирордта концентрации компонентов в бинарной смеси определяются уравнениями:

,                                                     (1)

     
,                                                              (2)


где и - концентрации акрилонитрила и стирола, мг/л;

и - оптические плотности их смесей при длинах волн 195 и 247 нм;

- коэффициент экстинкции акрилонитрила при длине волны 195 нм, л/мг·см;

и - коэффициенты экстинкции стирола при длинах волн 195 и 247 нм, л/мг см;

- длина кюветы, см.

Для решения системы двух уравнений необходимо определить коэффициенты экстинкции стирола и акрилонитрила в дистиллятах их растворов, отогнанных аналогично вытяжке.

Для этого в круглодонную колбу емкостью 500 мл вносят 200 мл дистиллированной воды или 5% раствора хлористого натрия и стандартный раствор стирола концентраций 0,10 и 0,01 мг/мл в количествах, соответствующих 0,005; 0,010; 0,050; 0,100 и 0,200 мг/л или стандартный раствор акрилонитрила концентраций 0,10 и 0,01 мг/мл в количествах, соответствующих 0,002; 0,005; 0,010; 0,050; 0,100 и 0,200 мг/л.

Затем отгоняют 24 мл дистиллята так же как при анализе вытяжек.

Оптическую плотность дистиллятов растворов стирола измеряют в УФ-области спектра при длинах волн 195 и 247 нм, а акрилонитрила при 195 нм на фоне дистиллятов, отогнанных из 200 мл дистиллированной воды или 5% раствора поваренной соли, не содержащих стирола и акрилонитрила.

Значения коэффициентов экстинкции находят по формуле:

.                                                          (3)

Коэффициент экстинкции стирола при 195 нм и длине кюветы 5 см равен 2,40; при 247 нм - 0,57 л/мг·см.

Коэффициент экстинкции акрилонитрила при 195 нм равен 1,5 л/мг·см.

После подстановки значений коэффициентов экстинкции в уравнения (1) и (2) и соответствующих преобразований уравнения приобретают вид:

,                                                 (4)

.                                                          (5)

Расчет концентраций акрилонитрила и стирола в дистиллятах вытяжек проводят по уравнениям (4) и (5).