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摘要：采用涂鄰苯二甲酸二乙酯的氣相色譜柱對(duì)用化學(xué)氣相沉積法制備SiC纖維的主要原料——氯硅烷直接進(jìn)樣分析，在較短的時(shí)間內(nèi)即可得知每批原料的差異。實(shí)驗(yàn)表明，方法操作簡(jiǎn)便、快速，重復(fù)性和精密度較好，重復(fù)6次的變異系數(shù)均＜1%?？捎糜?/font>SiC纖維原料的質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法，氯硅烷

1  前言

   用化學(xué)氣相沉積法（CVD）生產(chǎn)的大直徑SiC纖維具有良好的室溫及高溫性能，是用于制備金屬基、陶瓷基及樹(shù)脂基復(fù)合材料的一種理想的高性能增強(qiáng)組元。氯硅烷中的甲基三氯硅烷和甲基二氯硅烷是CVD法制備SiC纖維所用主要原料之一，它的純度、雜質(zhì)含量直接影響著SiC纖維的沉積質(zhì)量，故我們開(kāi)展氯硅烷原料氣相色譜分析方法的研究，以配合制備工藝研究原料成分對(duì)SiC纖維質(zhì)量的影響。每批甲基三氯硅烷和甲基二氯硅烷原料都有一定的差異，這對(duì)產(chǎn)品的性能有很大的影響。氯硅烷主成分的沸點(diǎn)均很低（在41——67℃），化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，在空氣中易水解，腐蝕性強(qiáng)，因此對(duì)氯硅烷主要成分的測(cè)定必定在較短的時(shí)間內(nèi)完成，若采用化學(xué)分析方法是無(wú)法滿足要求的。我們采用氣相色譜法在7min內(nèi)即可檢知每批原料的差異。

2  實(shí)驗(yàn)部分

2.1儀器與試劑

    儀器：北京普瑞GC-7800型氣相色譜儀，配備熱導(dǎo)池檢測(cè)器，PR-3000型色譜數(shù)據(jù)工作站。

  主要試劑：鄰苯二甲酸二乙酯，SE-30甲基硅橡膠，甲基三氯硅烷（簡(jiǎn)稱M1，＞95%）；二甲基二氯硅烷（（簡(jiǎn)稱M2，＞95%）；*基氯硅烷（簡(jiǎn)稱M3，＞90%）；甲基二氯硅烷（簡(jiǎn)稱MH）；四氯化硅（SiCL4，＞95%）；二甲基氯硅烷（（簡(jiǎn)稱M2H）。

2.2實(shí)驗(yàn)條件

    色譜柱：1：3m×￠4mm不銹鋼柱；固定相：60——80目“6201”擔(dān)體涂以10%SE-30甲基硅橡膠；柱溫90℃，汽化室140℃，熱導(dǎo)池溫度160℃；載氣為高純H2，流速60mL/min。色譜柱2：3m×￠4mm不銹鋼柱；固定相：60——80目“6201”擔(dān)體涂以10%鄰苯二甲酸二乙酯；柱溫60℃，汽化室110℃，熱導(dǎo)池溫度140℃；載氣為高純H2，流速60mL/min。

考慮到試樣本身的特性，取樣時(shí)應(yīng)在較干燥的條件下進(jìn)行，分析柱要求絕干燥。在進(jìn)氣口及排氣口處均加干燥柱裝置，可避免造成峰拖尾的現(xiàn)象，保證試樣的分離效果。

3結(jié)果與討論

3.1色譜柱的選擇

分離的色譜柱有色譜柱子和色譜柱2兩種。色譜柱1能夠把高沸點(diǎn)的成分全部分離開(kāi)，而對(duì)低沸點(diǎn)的成分分離不夠理想，M1與M2*重疊。色譜柱2與色譜柱1正相反，不能分離高沸點(diǎn)的組分，但能較好的分離低沸點(diǎn)的成分（如圖1），二者配合使用能夠取得較好的分離效果。在實(shí)際測(cè)試中，無(wú)論是M1樣品還是MH樣品，其高沸點(diǎn)的成分含量均小于0.2%，因此可以將高沸點(diǎn)的含量忽略不計(jì)，直接選用色譜柱2便可達(dá)到快速測(cè)試的目的。

3.2定性測(cè)試方法

由于分析氯硅烷所需的標(biāo)樣大多為一次性的，費(fèi)用較高，較難購(gòu)買(mǎi)，因此用用純度大于95%的試劑M3、M1、M2、MH、SiCL4、M2H為基準(zhǔn)物質(zhì)，利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)保留時(shí)間和加入已知物（增加峰高）定性。通過(guò)GC-MS分析確定其定性的結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。在實(shí)際樣品的測(cè)定中也用上述方法進(jìn)行樣品定性。

3.3定量測(cè)定方法

采用峰面積歸一化法對(duì)樣品進(jìn)行含量測(cè)定。

3.4分析結(jié)果的精密度

對(duì)同一樣品重復(fù)測(cè)定6次，結(jié)果見(jiàn)表1。測(cè)試結(jié)果表明，此方法精密度較好，標(biāo)準(zhǔn)偏差及變異系數(shù)均滿足分析測(cè)試要求。

3.5樣品的穩(wěn)定性考察

氯硅烷原料的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，原料在不密閉保存的情況下，其主成分的含量隨放置時(shí)間的加長(zhǎng)而下降（見(jiàn)表2.3）。由此可見(jiàn)，該原料極易吸濕，保存時(shí)應(yīng)在密閉的容器內(nèi)，且使用時(shí)一次用完。在取樣時(shí)應(yīng)采用氮?dú)饣驓鍤鈱⑷悠恐械目諝馀艃艉蠹垂嗳朐嚇?，以避免發(fā)生水解。取樣后應(yīng)做到當(dāng)日到樣立即測(cè)定，避免因放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使被測(cè)物的成分發(fā)生改變。在用進(jìn)樣器取樣時(shí)也應(yīng)注意每次取樣應(yīng)將進(jìn)樣器用試樣清洗多次后立即取樣注入。

實(shí)驗(yàn)表明，該方法簡(jiǎn)便、快速，準(zhǔn)確度和精密度較好，在SiC產(chǎn)品的質(zhì)量控制和工藝改進(jìn)中是一種較理想的分析方法。

參考文獻(xiàn)

吉林化學(xué)工業(yè)公司研究院編（氣相色譜實(shí)用手冊(cè)）

北京化學(xué)工業(yè)出版社，1980：277-283

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北京普瑞分析儀器有限公司

：李

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