2.4.4. Растворимость пека в различных растворителях. Экстрография пеков.

Анализ литературных данных показывает, что ни один из известных методов фракционирования пека: селективное растворение в хинолине, толуоле, изооктане, жидкостная и газовая хроматография, также как и ЭХ, не может полностью характеризовать пек как связующее или импрегнат. Для сравнительного детального анализа группового и элементного состава нефтяных и каменноугольных пеков, оценки их ММР, идентификации химического состава был разработан комплекс физико-химических методов анализа, представленный на рис.2.7, включающий разделение пека на фракции методом, сочетающим в себе экстракцию с жидкостной хроматографией, последующее исследование полученных фракций методами жидкостной и тонкослойной хроматографии в сочетании с элементным анализом и методами ИК-, ПМР- и УФ- спектроскопии, а также дифференциальный термический анализ.

В основу фракционирования был положен метод экстрографии, сочетающий экстракцию с адсорбционной хроматографией, позволяющий в мягких условиях разделить пек на пять фракций с характерным ММР, элементным и вещественным составом. Схема процесса экстрографии представлена на рис.2.8.

Суспензия пека в ТГФ наносится на предварительно прокаленный силикагель, а затем растворитель испаряется в тонком слое на ротационном испарителе при температуре не выше 50⁰С. Силикагель с нанесенной на него пробой пека помещают в стеклянную колонку с фильтром из стекловолокна.

Пек



Экстракция ТГФ



Экстрография на силикагеле



Экстракт в ТГФ



Эксклюзионная хроматография



ММР полярные



Фракции пека, выделенные экстрографией



Физико-химический анализ фракций пека



ДТА

ТСХ

ИК

ПМР

Элементный анализ

ЭХ













m,Q,Eакт

Основные классы соед., функц.состав

Нар.,Налк Нар/Налк

С,Н,N,S, O,H/C

ММР, полярные

Рис 2.7- Принципиальная схема комплексного анализа нефтяных и каменноугольных пеков

ТГФ

Экстракт пека в ТГФ





Испарение ТГФ в тонком слое



Смешивание с силикагелем



Пек, нанесенный на силикагель в тонком слое



Хроматогра-фическая колонка, заполненная силикагелем с пеком



1. Гексан 2. Толуол 3. ТГФ 4. Пиридин



Фракции пека, выделенные с хроматографической колонки последовательно

1. Гексаном

2.Толуолом

3.ТГФ

4.Пиридином



ДМФА

Экстракция остатка ДМФА



Остаток на силикагеле



5. Фракция пека, выделенная экстракцией ДМФА

Рисунок 2.8- Схема процесса экстрографии

Элюенты из запасного резервуара подают на верх хроматографической колонки со скоростью 2 мл/мин. В качестве элюентов для разделения пека используют растворители в последовательности возрастания их дипольного момента: гексан (0), толуол (0,4х10¹⁸), ТГФ (1,63х10¹⁸), пиридин (2,25х10¹⁸), диметилформамид (3,26х10¹⁸). (Дипольный момент выражен в абсолютных электростатических единицах). Таким образом, при комнатной температуре без применения давления последовательным элюированием из пека выделяют четыре фракции, растворимые соответственно в гексане, толуоле, ТГФ и пиридине, а затем экстрагируют ДМФА в аппарате Грефе фракцию, нерастворимую в пиридине. От полученных фракций отгоняют растворитель на ротационном испарителе, сушат до постоянного веса, определяют весовой выход фракций.