Systems. Methods. Technologies 3 (39) 2018

Системы Методы Технологии. С.М. Коробейников и др Факторы, влияющие … 2018 № 3 (39) с. 49-56 53 ными радикалами, что хорошо видно на 3D-структурной формуле (рис. 1 б ). Известно, что с увеличением числа и размера алкильных групп замещенных фенолов раство- римость алкилфенолов в воде уменьшается, а раствори- мость в ацетоне, этаноле, эфире, бензоле, жирах, алифа- тических углеводородах наоборот увеличивается [22]. Спирт смешивается с водой в любых соотношениях, об- разуя спиртогидраты. Поэтому очевидно, что при увели- чении содержания воды в этиловом спирте —экстрагенте целевой компонент (2,6-ди- трет -бутил-4-метилфенол) преимущественно остается в многокомпонентной углево- дородной системе масла (рис. 2). Авторы работ [23;24] указывают на то, что со временем любой органосилокса- новый слой неподвижной фазы колонки, в которой про- исходит деление компонентов пробы, подвергается окис- лению, в результате чего теряет свои гидрофобные свой- ства. Данный процесс особенно усиливается при повы- шенных температурах, в присутствии металлоорганиче- ских примесей, а также в щелочной (рН˃7) и кислой (рН˂2) среде. В свою очередь, частичная потеря гидро- фобности фазы SE-30 насадочной колонки может быть фактором, способствующим получению пониженной концентрации ионола в результате деактивации центров неподвижной фазы хроматографической колонки моле- кулами воды, содержащейся во введенной пробе. Вода, будучи наиболее полярным соединением, сильно взаимо- действует с силанольными группами фазы SE-30 с обра- зованием водородной связи, что приведет к первостепен- ному удержанию веществ, содержащих гидроксильные группы, карбонильный кислород и другие полярные ком- поненты пробы. Поскольку гидроксильная группа в моле- куле 2,6-ди- трет -бутил-4-метилфенол стерически за- труднена трет -бутильными радикалами, она труднодос- тупна для образования водородных связей с силанольны- ми группами, поэтому молекулы ионола адсорбируются фазой в наименьшей степени. Вышесказанное указывает на то, что при использовании этанола в качестве экстра- гента при извлечении ионола из энергетических масел следует уделять особое внимание концентрации чистого растворителя и не допускать содержания воды в нем бо- лее чем 4 % масс. Для этого перед применением этилово- го спирта необходимо определять его объемное содержа- ние ареометрическим, пикнометрическим методами или с помощью автоматических оптических спиртометров и электронных денситометров. Отклонение объемной доли спирта от установленной можно исправить путем его дис- тилляции (фракционной перегонки) или с помощью хи- мических веществ, хорошо сорбирующих молекулы воды из растворителя и при этом не растворяющихся в нем (например, безводный сульфат натрия, дегидратирован- ный сульфат меди, негашеная известь CaO, активирован- ные силикагели и цеолиты). Полнота извлечения целевого компонента зависит не только от объемной доли этанола в водно-спиртовой смеси, но и от времени достижения равновесия распре- деления вещества между несмешивающимися между собой фазами «растворитель– масло». В табл.1 приве- дены результаты влияния режимов извлечения ионола 96%-ным спиртом из одной и той же пробы трансфор- маторного масла. Режимы перемешивания, в отличие от качества ис- пользуемого растворителя, приводят к менее значи- тельным отклонениям от «правильного» результата. Если проводить обработку результатов по Q-критерию (1) по всем 20-ти измерениям (табл. 2), то все результа- ты относятся к одной совокупности, так как выполня- ется условие Q эксп ≤ Q крит . (Q эксп1 = 0.26 ≤ 0.30, Q эксп20 = 0.03 ≤ 0.03). Табличная величина Q крит при доверитель- ной вероятности P дов = 0,95 и количестве значений n = 20 составляет 0,30. 1 () n n n X X Q R    , (1) где Х n —наибольшее (или наименьшее) значение ре- зультата; X n-1 —значение результата, стоящего рядом с наибольшим (или наименьшим); R—размах варьирова- ния, разница между наибольшим и наименьшим из ре- зультатов выборочной совокупности. При этом относительная погрешность определения, рассчитанная по 20-ти испытаниям, составила 2 %. Таблица 1 Извлечение 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола (ионола) в зависимости от режимов экстрагирования Время перемешивания, мин Режим Ручной Автоматический (орбитальный шейкер OS-20) Скорость перемешивания, об/мин 120 140 160 1 0,21±0,01 0,23±0,01 0,24±0,01 0,23±0,01 2 0,22±0,01 0,23±0,01 0,25 ±0,01 0,25 ±0,01 4 0,24±0,01 0,23±0,01 0,25±0,01 0,25±0,01 6 0,23±0,01 0,24±0,01 0,25±0,01 0,25±0,01 8 0,25 ±0,01 0,24±0,01 0,25±0,01 0,25±0,01 Примечание. Жирным шрифтом выделены равновесные и равнозначные концентрации Однако более оптимальным режимом является прове- дение экстракции присадки из масла при скорости шейке- ра 140 об/мин в течение 2 мин. Дальнейшее увеличение продолжительности и интенсивности экстрагирования нецелесообразно, поскольку концентрация ионола в орга- нической и масляной фазах при температуре эксперимен- та 20±2 °С достигла равновесного состояния. Использо- вание автоматического режима перемешивания при экст- рагировании ионола из жидкого диэлектрика интересно, поскольку, во-первых, позволяет облегчить труд операто- ра, особенно при исследовании большого количества проб, а во-вторых, в случае проведения анализа разными