化学浆的纸浆粘度和聚合度的测定原理步骤.ppt

《化学浆的纸浆粘度和聚合度的测定原理步骤.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、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

2、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

3、(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粘度是指液体或流体流动时的内摩擦力，溶液粘度高低与纤维素分子量有关，同时也取决于分子的结构、形态和在溶剂中的扩张程度等。当纤维素被溶剂溶解后，造成溶液粘度的变化，通常采用四种表示方法。1、相对粘度（ηr）在同一温度下，溶液的粘度（η）与纯溶剂粘度（ηo）的比值称相对粘度。即ηr＝η/ηo无单位，随纸浆浓度增加而增加

4、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、马丁（

5、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/gK——经验常数。对纤维素-铜乙二胺系统，K＝0.13；K`=KLge=0.056ρ—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

6、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、测定原理采用铜乙二胺溶液作为纸浆的溶剂，因铜乙二胺是纤维素的优良溶剂，一般纸浆只需3-5分钟即可完全溶解，并且受空气中的氧影响较小，因此能较好地保持纤维素的聚合度。溶解反应见上式。用铜乙二胺溶液测定纸浆粘

7、度的方法原理是根据马丁的经验公式，只需测定化学浆在单一浓度下的相对粘度就能计算出它的特性粘度和平均聚合度。测定时要求特性粘度和纸浆浓度的乘积[η]×ρ＝3.0±0.5。且测量是在Gmax（200±30）S-1的速度梯度下进行的。三、测定方法1、铜乙二胺（CED）溶液的配制及标定（1）所用试剂①分析纯乙二胺，含量不小于99%；②分析纯硫酸铜（CuSO4·5H2O）含量99%；③分析纯浓氨水（密度为0.9）含量25～28%④分析纯氢氧化钠，含量96%；注意：所用试剂最好是当年生产的，否则可能配不出符合要求的铜乙二胺溶液，尤其是氨水和硫酸铜，因

8、氨水容易挥发，硫酸铜易变质。(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