化学浆的纸浆度和聚合度的测定原理步骤.ppt

第二章 造纸植物纤维原料和纸浆的化学成分分析 第12节 化学浆粘度和聚合度的测定; 纸浆粘度主要用以测定纤维素分子链的平均长度。纤维素由若干个葡萄糖基通过1－4β甙键组成，葡萄糖基的数目称为聚合度（DP）。聚合度的大小可以反映纸浆中纤维素分子链的长短，聚合度确定后纤维素的分子量也就知道了。纤维素的分子式为（C6H10O5）n，n表示葡萄糖基的数目，称为聚合度。纤维素在蒸煮和漂白过程中，受到氧化、水解和剥皮等反应，被降解破坏以后，平均长度降低，聚合度变小，粘度下降。; 天然纤维素的平均聚合度棉麻最高，在10000左右，草浆纤维素稍低。化学纸浆的平均聚合度在1000左右。 测定纸浆粘度通常使用毛细管粘度计。粘度计的种类比较多，如乌式粘度计、奥式粘度计和北欧标准粘度计等。在测定粘度前，首先要选择适宜的溶剂将纤维素溶解，然后用所形成的纤维素溶液来进行测定。 ; 过去曾采用铜氨溶液为溶剂，但由于铜氨溶液存在不易制备、不稳定、使纤维素分子发生氧化而降解等缺点，因此现在多采用铜乙二胺作为溶剂测定纸浆的粘度。纤维素溶于 铜乙二胺的反应如下: 2C6H10O5+2[Cu(NH2CH2CH2NH2)2](OH)2 →[（C6H8O5）2Cu][Cu(NH2CH2CH2NH2)2] +2NH2CH2CH2NH2+4H2O (NH2CH2CH2NH2)为乙二胺分子 ; 我们所讲的纸浆粘度和纤维素分子量的测定是按国家标准进行的，采用北欧标准粘度计，又称毛细管粘度计，用铜乙二胺作为溶剂来溶解纤维素。（参见GB/T1548-1989）。 ;一、有关粘度的定义与概念;2、增比粘度（ηsp） 表示相对于溶剂粘度，溶液粘度增加的分数。ηsp＝（η－ηo）/ηo＝ηr－1即增比粘度等于相对粘度（ηr）值减1，无单位 3、比浓粘度（ηsp/ρ） 表示增比粘度与溶液浓度（ρ）之比。ηsp/ρ＝（ηr-1）/ρmL/g 比浓粘度随溶液浓度而变化，其单位是浓度单位的倒数，一般用ml/g表示。;4、特性粘度[η] 定义为比浓粘度（ηsp/ρ）在无限稀释下（即浓度趋于零时）的极限值。 即 [η]＝lim（ηsp/ρ）ml/g 特性粘度[η]可以通过实验作图用外推法求得。特性粘度[η]与浓度无关，其单位是浓度的倒数（ml/g）。;5、??丁（Martin）公式 纸浆铜乙二胺溶液粘度的测定原理是依据马丁经验方程式： ηsp ＝[η]. ρ.eK[η] ρ 或 Lg [η]=Lg(η- ηo)/(ηoρ)-K` [η]. ρ 式中 ηsp—增比粘度 [η]—特性粘度，ml/g K——经验常数。对纤维素-铜乙二胺系统，K＝0.13； K` =KLge=0.056 ρ—纤维素在稀释后溶剂中的浓度（以绝干计），g/mL ; 由马丁经验公式计算出不同的相对粘度（η/η0）值，得到所对应的特性粘度[η]和纤维素浓度（ρ）乘积列表（见表2－6）P70，供测定纸浆粘度计算使用。 大致计算过程是： （1）先根据粘度计常数hn和纤维素溶液流过粘度计的时间tn，求出相对粘度ηr＝hn×tn。粘度计常数是用65％甘油水溶液，蒸馏水和稀铜乙二胺溶液用校准用粘度计和测定用粘度计校准后计算出来的。;（2）计算特性粘度 由相对粘度查表，因ηr＝[η]×ρ，又因溶液浓度可计算出来，所以可计算出特性粘度[η]。 （3）计算聚合度 DP0.905＝0.75[η] 或 DP=（ 0.75[η] ）1.105 ;二、测定原理;三、测定方法;(2)铜乙二胺溶液的配制 称取250g分析纯硫酸铜（CuSO4·5H2O）， 于盛有2000ml热蒸馏水的烧杯中，加热至沸， 冷至45℃，在不断搅拌下，慢慢加入115ml （密度为0.9）浓氨水，至溶液呈淡紫色，静置 使其沉淀下降。用倾泻法清洗涤沉淀，先用热 蒸馏水洗四次，再用冷蒸馏水洗二次，每次约 用1000ml蒸馏水。; 将糊状沉淀冷却至20℃以下（最好10℃以下）。在剧烈搅拌下慢慢加入800ml冷的100g/LNaOH溶液，以倾泻法用蒸馏水洗涤沉淀出的氢氧化铜(大约洗7、8次)，至洗液用酚酞检查无色为止。在不断搅拌下，慢慢向糊状沉淀中加入110g乙二胺（以100％计），使之溶解。; 加入时注意保持温度低于20℃，然后用水稀释至800ml，置于1000m