Способ определения фракционного состава целлюлозы

Способ определения фракционного состава целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и1 7 6 7.1 24

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 31.07.78(2)) 2675б64/23-05 (51)М. Kg.

С 08 В 15/08

G 01 М 31/02 с присоединением заявки H9—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300980.бюллетень Ì9 36 (53) УДК 547. 458.. 8 (088.8) Дата опубликования описания 30. 09. 80

Л. Г. Ведерникова, С. A. Михайлова и N. A. Коркииа (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель

Сибирский технологический институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к целлюлоз-: ной промьвнленности и промыаленности химических волокон на основе целлюлозы и может быть использовано в произ;водственных условиях для оценки фрак- ционного состава целлюлозы, предназначенной для химической переработки.

Известен способ фракционирования целлюлозы, основанный в основном на дробном осаждении (1$ .

Недостаток — большая длительность анализа.

Известно в качестве экспресс-метода турбидиметрическое титрование целлюлозы в кадоксене (2J . 15

Время нелосредственного титрования составляет около б ч,:однако, очень трудоемкой и длительной частью этого анализа является подготовитель-20 ная работа по снятию калибровочных графиков, связанная с выделением отдельных фракций целлюлозы методом дробного осаждения (до 2 недель).Кроме того, указанный метод требует при-25 менения сложного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения фракцион.ного состава целлюлозы дробным растворением последней в растворах каток-ЗО сена с различным содержанием кадмия, отделением осадка от раствора сутвкой и весовым расчетом степени полимеризации f3).

Недостатком способа является сложность и трудоемкость, а также продолжительность (7-10 дней).

Цель изобретения — ускорение и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения фрак" ционного состава целлюлозы дробным растворением последней в растворах кадоксена с различным содержанием кадмия с последующим расчетом степени полимеризацни целлюлозы в этих растворах, полученные дробным растворением целлюлозы растворы центрифугируют и отбирают пробы на окисление 1н раствором бихромата калия в кислой среде с последующим определением оптической плотности проб и расчет концентрации целлюлозы в пробах с использованием калибровочного графика зависимости огтической плотности раствора от концентрации целлюлозы проводят по формуле

Ц = 1ООоЪ, р 4. 4, 767124

У=0,289+7,62х, 1 р 100 10 ° Qо Р Фо где Цр - масса растворившейся целлюлозы,%; д — количество целлюлозы в про-, бе, найденное по графику, r; д- — масса пробы, г;

tlP ф — масса целлюлозы и кадоксена,, 5 взятых для фракционного растворителя, г;

g — навеска абсолютно сухой целлюлозы, взятая для растворения, г.

1. Строят калибровочный график, Оптическая плотность()=Г(у целлюлозы).

Навеску предварительно распущенной воздушно сухой целлюлозы из расчета

0,5 r абсолютно сухой целлюлозы растворяют в 50 мл кадоксена с концентрацией кадмия 5,9% (5, 6-6, 5) . Колбу с раствором взвешивают. Пипетками отбирают 2 пробы по 5 мл в стаканы из термостойкого стекла, емкостью 250 мл, И закрывают часовыми стеклами, взвешивают и нейтрализуют 35 мл 7% -ной серной кислоты, тщательно размешивая выде", -лившийся осадок стеклянной палочкой до"мелкодисперсного состояния. Время нейтрализации не менее 5 мин. Затем осадок переносят на стеклянный тигель

Шотта с размером пор 40, жидкость полностью от асывают при помощи водоструйного насоса., Стакан опаласкивают

10 мл 7%-ной серной кислоты и возможно более полно переносят эту кислоту иэ стакана на тигель вместе со стеклянной палочкой и отсасывают жидкость до полного обезвоживания (5 мин) . В стакане, который использовался для взятия пробы и ее нейтрализации готовится хромовая смесь для окисления целлюлозы. Для этого в стакан по стенкам приливают иэ бюретки 35 мл одно- нормального (1н) бихромата калия, 40 затем также по стенкам при осторожном взбалтывании добавляют из мерного цилиндра 35 мл серной кислоты (плотность 1,84). В полученную хромовую смесь после ее охлаждения помещают тигель с осадком (предварительно разрыхленном) и стеклянной палочкой, закрывают сеткой с асбестом (тигель должен быть полностью погружен в хромовую смесь) . Смесь нагревают пРи сла- о бом кипении в течение 20 мин, поворачивая время от времени тигель в стакане стеклянной палочкой. Затем стакан .снимают с плитки, охлаждают и содер.жимое количество переносят в мерную колбу на 100 мл, промывая стакан, ти- 55 гель и стеклянную палочку небольшими порциями дистиллированной воды. После полного осаждения раствора (2 OoC), уровень его в колбе доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают фо встряхиванием.

После этого определяют оптическую плотность раствора по отношению к дистиллированной воде. Для измерения оптической плотности раствора применяется зеленый светофильтр 5.=520-510 нм) и кюветы с оптической длиной 10 мм, фотоэлектроколориметр К-5. Колбу с оставшимся после взятия двух проб раствором взвешивают и приливают 10 мл раствора кадоксена, взятого для растворения. Колбу вновь взвешиЬают, перемешивают раствор и отбирают следующие две пробы и т,д. Количество целлюлозы в пробах определяется расчетом. Для построения калибровочного графика снимают 1 5-17 точек. Для определения оптической плотности холостой. пробы ({количество целлюлозы = О) готовят в стакане 70 мл хромовой смеси, нагревают ее в течение 20 мин на электроплитке, затем охлаждают и количественно переносят в мерную колбу на 1 00 мл. Для обработки результатов измерения применяют метод парной корреляции и наименьших квадратов. По полученному уравнению линейной регрессии (например для фотоэлектроколориметра KF-5. где У вЂ” оптическая плотнооть: х — количество целлюлозы в приборе, r) строят к алиб ров оч ный график .

Для определения оптической плотности может быть использован фотоэлектроколориметр .любого типа. Для имеющегося фотоэлектроколориметра калибровочный график строится только один раэ. Время, необходимое для его построения, составляет не более 1 6 ч .

2 . Фракционное растворение целлюлозы .

В три колбы с притертычи пробками, емкостью 100 мл, берут навески воздуш,но сухой распущенной целлюлозы иэ рас:чета по 0,5 г а с,приливают в колбу по 50 мл раствора кадоксена с концентрацией кадмия соответственно 5,0%, 4,6%, 3,6%. Колбы взвешивают и ставят на 1,5 ч в термостат со льдом.

Температура термостата =О C. Колбу

:периодически. осторожно встряхивают, не вынимая иэ термостата, центрифу-. гированием отделяют растворы от нерастворившейся целлюлозы и переносят их через пористый стеклянный фильтр в чистые сухие колбы с притертыми пробками. Количественного переноса растворов не требуется. Нерастворившаяся часть выбрасывается. Количество целлюлозы, перешедшей в раствор, определяют фотоколориметрическим методом, описанном выше.

По оптической плотности раствора, используя калибровочный график, находят количество целлюлозы (g) во взятой для анализа пробе. Для расчета процента растворившейся целлюлозы может быть использована формула

«l

767124

Сп„ф

2873

Степени полимеризации фракции могут определяться периодически, для контроля. Обязательное определение СП фракции необходимо только при переходе к другим концентрациям кадмия в кадоксене. При достаточно высокой квалификации работников, выполняющих анализ, и наличии калибровочного графика результаты оценки фракционного состава целлюлозы могут быть получены через ,7-8 ч от начала фракционирования .

13,7 344

49,5 685

32,7 1065

4,1 2873

344

3,6

13,7

766

63,2

4,6

5,0

95,9 где g — количество целлюлозы в рабочей пробе, найденное no графику, г;

g масса пробы, г;

9 — масса — целлюлозы и кадоксена, взятых для фракционного растворения, r;

g — навеска абсол1отно-сухой цел6 люлозы, взятая для растворения, г.

Для каждого раствора проводят два параллельных определения (Up) . за ко- 10 нечный результат принимается среднее арифметическое этих определении. Максимальное абсолютное отклонение результатов параллельных определений от среднего значения II,p, выраженного в процентах, не превышает » 0,9, что соответствует средней дисперсии определения оптической плотности 0,005 ед.

3. Определение степени полимеризации (СП ) растворенной целлюлозы. 20

В соответствии с методикой определения СП целлюлозы в растворах кадок -. сена для анализа необходима навеска целлюлозы 0,03-0,06 r на . 25 мл растворителя. 25

После определения концентрации целлюлозы в растворах, полученных при дробном растворении, рассчитывают на. веску растворов, н котоцых содержалось бы указанное выае количество целлюло-- 0 зы. В колбы с притертыми пробками вносят объемы растворов примерно соответствующие полученным по расчетам навескам, взвешивают их, добавляют недостаюшие до 25 мл объема соответствующих растворов примерно соответствующие полученным по расчетам навески, взвешивают их добавляют недостающие до 25 мл объема соответствующих растворов кадоксенов и вновь взвешивают . Исходя из массы целлюлозы и 40 растворов, плотности растворов кадоксена, определенных при 20ОС, рассчиты вают концентрацию целлюлозы, выражая ее в г/100 мл раствора. Далее находят удельные вязкости растворов при помо- 45 щи вискозиметров типа ВПЖ-1 с диаметром капилляра 0,86 мм. Степень полимеризации рассчитывают иэформулы (Д =7,1 10 СП

50 тле («т.- †а иараитеристичес-! кая вязкость целлюлозы;

С вЂ” концентрация целлюлозы г/1 00.

4. Расчет фракционного состава целлюлозы.

Расчет ведется по известной методике. Результаты расчетов оформляют в ниде таблицы

Например: партия 122.

Спсрдняя-.-8 52

СП фракции определяют расчетом

Сп,ф - =бЫ

СПъф - 95«766 ЬЪ 2 м 610

32,7

Установлено, что в,. растворах кадоксена с содержанием кадмия 3,6 вес.%

4,6 вес.%, 5,0 вес.Ъ растворяются фракции целлюлозы со средним CIi,.ëå-. жащими в пределах 300-4 00, 600-900, 900-1200, соответственно, и фракция, нерастворившаяся в кадоксене с концентрацией кадмия 5,0 вес.Ъ имеет СП более 2000. ПОэтому, в производственных условиях для ускоренной оценки фракционного состава целлюлозы при йользовании, растворов кадоксена с постоянными концентрациями кадмия необходимо определять только выходы фракций.

767124

Qnp- масса пробы, г

4р - масса целлюлозы и кадоксена, взятые для фракционного растворения,rp

g - навеска абсолютно сухой целлюлозы, взятая для раст. ворення, г. 4000/а 3 Ю пр о растворившаяся масса целлюлозы,% р количество целлюлозы в пробе, найденное по графику,г;

ЦРгде р—

/

Составитель Д. Мартинская

Редактор Е . Дорошенко Техред Ж. Кастелевич Корректор M. Демчик аказ 9 Тираж 5 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П TI Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

t—

Формула изобретения

Способ определения Фракционного состава целлюлозы дробным растворением последней в растворах кадоксена с различным содерканием кадмия с последующим расчетом степени полимериэации целлюлозы в этих растворах, отличающийся тем, что, с целью ускорейия и упрощения процесса полученные дробным растворением целлюлозы растворы центрифугируют и от" бирают пробы на окисление 1 н раство- И ром бихромата калия в кислой среде с последующим определением оптической плотности проб и расчет концентрации целлюлозы в пробах с использованием калибровочного графика зависимости 3$ оптической плотности раствора от концентрации целлюлозы проводят по Формуле Источники информации, приняты во внимание при- экспертизе

1. Болотникова A. С. и др. Метод определения вязкости и степени полимеризации целлюлозы. ЖПХ, 1966, т.39, У 1, с. 176.

2. Цигельман M. Д. и др. Определение Фракционного состав- целлюлозы экспресс-мЕтодом.Ж-1, Бумажная промышленность", У 3, 197 б, с. 24 -2 5.

3 Лаузе 4..KLeppe P. О применении кадоксеиа для определения характеристической вязкости и фракционного распределения по молекулярной массе целлюлозы." Des Pap!er" 1961, 15, с. 6-1 О (прототип) .