（高清版）GBT 43108-2023 染料在有机溶剂中溶解度的测定重量法和光度法

染料在有机溶剂中溶解度的测定重量法和光度法Dyestuffs—Determinationofsolubilityinorganicsolvents—国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会l本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件修改采用ISO7579:2009《染料在有机溶剂中溶解度的测定重量法和光度法》。本文件与ISO7579:2009的技术差异及其原因如下：——用规范性引用的GB/T作性； 用规范性引用的GB/T操作性；——用规范性引用的GB/T5211.3代替了ISO787-2(见8.3.3),以适应我国的技术文件，增加可操6750代替了ISO2811-1(见第5章),以适应我国的技术文件，增加可3186代替了ISO15528(见第7章),以适应我国的技术文件，增加可操请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油和化学工业联合会提出。本文件由全国染料标准化技术委员会(SAC/TC134)归口。本文件起草单位：沈阳沈化院测试技术有限公司、浙江闰土股份有限公司、杭州吉华江东化工有限公司、现代纺织技术创新中心(鉴湖实验室)、浙江博澳新材料股份有限公司、沈阳化工研究院有限公司。1GB/T43108—2023染料在有机溶剂中溶解度的测定重量法和光度法1范围本文件描述了2种测定染料在有机溶剂中溶解度的方法。本文件适用于在溶剂的影响下不会发生化学变化，并且在规定的干燥条件下稳定且不挥发的染料。适用的染料质量浓度为1g/L～1000g/L,如果溶液的黏度满足操作过程顺利进行的条件，也能使用更高的浓度。对于挥发性溶剂(沸点小于120℃),采用重量法；对于挥发性较小的溶剂(沸点大于120℃),采用光度法。本文件不适用于染料中不溶物的测定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3186色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样(GB/T3186—2006,ISO15528:2000,IDT)GB/T5211.3颜料和体质颜料通用试验方法第3部分：105℃挥发物的测定(GB/T5211.3—GB/T6750色漆和清漆密度的测定比重瓶法(GB/T6750—2007,ISO2811-1:1997,IDT)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。溶解度solubility在特定的条件下，染料在一定体积的特定溶剂中溶解的最大质量。在23℃时，将不同质量的染料分别分散在一定体积的溶剂中，混合3h后将各分散液离心分离，用重量法或光度法测定上层清液中固体含量。使用重量法测定时，通过测定溶液中的不挥发性物质的量来评定溶解的染料量。使用光度法测定时，通过比较测定溶液与标准溶液的吸光度来评定溶解的染料量。5溶剂使用重量法时，所使用的有机溶剂应在低于染料分解温度时完全挥发。有机溶剂在23℃时的密度2GB/T43108—2023应是已知的，溶剂的密度应按照GB/T6750中的规定用玻璃比重瓶测定。染料不应与溶剂发生化学由于有机溶剂通常不是化学纯，应在试验报告中给出纯度等级(包括所含主要杂质的种类和含量)。对于沸点在120℃以上的溶剂，建议采用光度法。6仪器设备6.1天平：精度0.0001g。6.8实验室用离心机：能够产生约10km/s²的离心加速度，转速2000r/min～3000r/min。6.10烘箱：空气能循环，能控制温度高至150℃±2℃。6.11分光光度计。6.12超声波浴。7取样按GB/T3186的规定，取足量待测产品的代表性样品。8试验方法8.1初步测定如果染料在溶剂中的近似溶解度未知，按8.2.2和8.2.3的步骤操作，对染料的下列系列试样之一进行初步测定：取离心后沉淀物略大于分散的染料总量1/4的分散体的浓度作为染料的近似溶解度。8.2.1当染料溶解度的近似值已经知道，或通过初步测定确定后，采用以下步骤进行操作。制备6个悬浮液，浓度分别是近似溶解度的40%、60%、80%、100%、120%、140%(以质量分数计),按8.2.2和8.2.3步骤操作。如果在最低浓度时，超过10%的染料未溶解，减少浓度直至超过90%的染料溶解。如果在最高浓度时，残留物少于试样的25%,则增加试样的质量。如果由于随着染料量的增加，黏度持续增加，而不能获得染料的极限值，应按A.4记录最后获得的8.2.2将所需量的染料放入容器(6.3)中，然后用移液管(6.4)准确加入20mL溶剂，立即盖上盖子以防止溶剂挥发。在23℃±2℃下用机械振动器摇晃3h,在试验报告中说明。38.2.3染料和溶剂摇晃3h后，将悬浮液放入离心管中，盖上盖子，离心管在23℃±2℃离心10min。检查离心管上层清液是否清澈，例如用吸液管吸取上层清液，观察溶液流动是否平稳。如果不清澈或有疑问，再离心10min,将每个管中的上层清液倒人干净干燥的容器(6.3)中，盖上盖子。8.3重量法测定溶解染料的浓度8.3.1通则取8.2.3制备的上层清液适量，按8.3.2步骤测量染料浓度，称量精确到0.2mg。每次测定取的上层清液的量都应至少包含30mg的染料。每个上层清液都应至少测量2次，记录平均值，按公式(1)计算。放置大约3g清澈的上层清液到一个已经恒量的称量瓶中，盖上盖子，称取上层清液的质量(mo),然后，移开盖子，置于烘箱(6.10)中，温度维持在溶剂沸点10℃以下，直至大部分溶剂挥发后取出(约1h)。升温到低于染料的分解温度30℃左右，继续干燥3h。如果干燥温度不高于溶剂沸点50℃以上，则延长干燥时间，或在真空炉中去除残留溶剂，这样不会有染料升华带来的损失。干燥后将称量瓶和盖子一起放人干燥器中冷却，然后称量。如果第一次对特定染料/溶剂组合执行该操作，则通过第二次重复干燥/称量操作，检查染料是否已干燥至恒定质量。2次称量的差小于0.2mg,则认为该干燥程序给出了恒量。随后的同类样品都能采8.3.3不挥发物质的测定按GB/T5211.3规定，在已经证明以恒量的温度下干燥(见8.3.2),不挥发物质含量表示为残渣质量与试样质量的比值，即表示为一个小于1的数值。染料溶解度的计算取决于染料在特定溶剂中的状态，如果有饱和浓度，则染料的溶解度按A.1直接确定；如果溶解度取决于加入染料的量，则不能获得确定的饱和浓度，在这种情况下，按A.2计算溶解度，或按A.3与添加的染料比例一起记录。在8.2.3中观察到沉淀物质的每个试验悬浮液中染料的溶解度(S),以克每升(g/L)表示，按式(1)…………p——溶剂在23℃时的密度，单位为克每升(g/L);m。——称取上层清液的质量，单位为克(g);NV——染料中的不挥发物含量(见8.3.3)。按以下方式记录溶解度：S<1g/L:<1g/L;4结果精确到0.1g/L;结果精确到1g/L;>1000g/L。目前没有可靠的精密度的数据。该方法的精密度在很大程度上取决于染料和溶剂的性质，在解释结果时考虑这一点。协同试验表明，如果染料存在确定的饱和浓度(见A.1),可重复性在±5%范围内，如果如A.2和A.3描述的情8.4光度法测定溶解染料的浓度该方法主要针对不易挥发的溶剂，如果用于易挥发溶剂，会存在由于测试过程中溶剂的损失而导致数据误差的风险。如果要分析大量样品，即使使用挥发性较低的溶剂，考虑使用重量分析法，因为它可以更快地平行有必要准备那么多的校准溶液。在高稀释度情况下，测试溶液中存在少量溶剂损失是无关紧要的。在使用光度法之前，有必要验证该方法对所用样品/溶剂组合的适用性，如果验证成功，则无需对后续同类样品重复验证。依靠使用特殊的测量、计量和稀释的设备能够显著实现过程的自动化。试验溶液应符合比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律，并且足够稳定以保证测量的重复性。如果在多次重复测量期间吸收峰的最大值不稳定，则应选择另一个更稳定的峰进行计算，或考虑对整个光谱进行校准溶液应符合Beer-Lambert定律。如果选择2cm的比色槽，黄色染料(低吸收)质量浓度选择大约0.15g/L比较合适，蓝色染料(高吸收)质量浓度选择大约0.02g/L比较合适。准确称量100.0mg染料至称量瓶(6.2)中，并转移到100mL容量瓶(6.5)中，注意不要损失，加这样制备的染料溶液质量浓度为1.0g/L,为了符合Beer-Lambert定律，应将溶液稀释，如稀释到0.2g/L或0.02g/L。由于低浓度的染料溶液密度几乎与纯溶剂的密度相同，所以稀释所需溶液的质量用式(2)计算：m——溶液质量，单位为克(g);p——溶剂在23℃时的密度，单位为克每毫升(g/mL)。称取所需质量的溶液到称量瓶中，或者使用注射器(针对挥发性的溶剂)吸取，并转移到100mL容按照8.2制备测试溶液，将各个溶液稀释到与校准溶液相当的浓度。5GB/T43108—2023例如，为了得到0.02g/L的溶液，需要2个稀释步骤：b)0.02g/L。与制备校准溶液的步骤相同。样品的称样量不能太少是很重要的，尽量减少溶剂的损失带来的误差，称样量应大于1g。用10mm的比色槽能减少稀释次数。示例：8.4.4试验步骤测量之前，要用纯溶剂校零，以消除溶剂的影响。使用校准溶液(见8.4.2)进行校准，在与试验溶液相同的波长或相同的波长范围内测量校准溶液的吸光度(见8.4.4.3)。使用以下方法之一——溶液有稳定的最大吸收峰，测量最大的吸收峰的吸光度；——溶液在关注的峰处没有稳定的最大峰值，测量另一个更稳定的峰的吸光度；——测量整个光谱，确定某段指定的光谱曲线的面积。在测量前摇匀溶液，用待测溶液冲洗比色槽3次。8.4.5结果表示试验溶液中染料的相对量按式(3)计算：……………式中：D——试验溶液中染料的相对量；As——选择的最大吸收波长下的稀释后的试验溶液(见8.4.3)的吸光度；Cc——校准溶液中染料的质量浓度，单位为克每升(g/L);Ac——选择的最大吸收波长下校准溶液的吸光度；Cs——稀释后的试验溶液以上层清液(见8.4.3)计的质量浓度，单位为克每升(g/L)。所用条件下的溶解度(S)(见3.1),以上层清液中染料质量和溶剂体积的比，即染料在溶剂中的质量浓度表示为克每升(g/L),按式(4)计算：6式中：S——染料的溶解度，单位为克每升(g/L);p——溶剂在23℃时的密度，单位为克每升(g/L)。9报告试验报告应至少包含以下信息：a)识别受试产品所需的所有细节及其非挥发性物质含量；b)本文件编号；c)使用的溶剂和纯度；d)染料和溶剂的混合方法；e)用于测定溶解染料量的方法(重量法或光度法);f)测试结果，按8.3.4或8.4.5的规定表示；g)与规定程序的任何偏离；h)试验日期。7(规范性)溶解度计算A.1有明确饱和浓度的染料对于在所选溶剂中具有确定饱和浓度的染料，当试样质量增加而溶解物不再进一步增加时，溶解度已达到。溶解度可以通过绘制图表(见图A.1)或通过简单地检查结果(见表A.1)确定。如果饱和浓度对应于添加到1L溶剂中的试样质量的90%以下，则应记录这2个值：例如，饱和浓度为170g/L,而试样为200g/L。这种情况可能发生在含有不溶性杂质的染料中，例如盐。标引符号说明：X——试样的质量，单位为克(g);Y——溶解度，单位为克每升(g/L);1——饱和浓度(溶解度)。有确定饱和值的染料溶解度有确定饱和值的染料溶解度每升溶剂中加人的试样质量g每升溶剂中溶解的染料质量g试样在溶剂中溶解的比例%8A.2有不确定的饱和浓度的染料样溶解的比例增加明显偏低(见图A.2、表A.2)。溶解度极限以图形方式确定为不连续性D处的浓度，前提是不连续性表示至少90%的添加染料溶解的浓度。如果不是这种情况，按A.3中所述确定溶解度限值。标引符号说明：X——试样的质量，单位为克(g);Y——染料的质量浓度，单位为克每升(g/L);D——溶解极限。图A.2有不确定饱和浓度的染料溶解度表A.2有不确定饱和浓度的染料溶解度每升溶剂中加人的试样质量g每升溶剂中溶解的染料质量g%12468A.3无饱和浓度的染料对于染料和溶剂的某些组合，不可能确定溶解度，因为溶解的染料的比例取决于试样的质量，并且没有观察到明显的不连续性(见图A.3)