纤维素特性的测定

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天然纤维素的平均聚合度以棉、麻、木材较高，约为10000 左右，草类纤维素平均聚合度稍低。化学纸浆的平均聚合度 为1000左右。
纤维素属于天然高分子化合物，凡有关高分子化合物分子量 的测定方法，都可用来测定纤维素的分子量。例如蒸汽压下 降法、沸点上升法、凝固点下降法(冰点下降法)、粘度法、 光散射法、超速离心机法和末端基测定法等，其中使用最普 遍的是粘度法。
在另一碘量瓶中，加人萨氏试剂50mL，按照上述同样方法进行空白试验。
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(三) 结果计算
纸浆的铜价 X(%)按下式计算:
式中 V0 — 空白试验时耗用的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL V — 滴定试样时耗用的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL C — 硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L m — 绝干试样质量，g
当纤维素分子被降解时，其链状分子即被断裂，纤 维素平均长度降低，聚合度变小，纸浆粘度下降。
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纤维素在各种环境下都会发生不同程度的降解。 主要的降解类型有:水解、氧化降解、碱性降解、热降解和
机械降解。 对于生产纤维素制品的工业来说，一定量的降解作用是有用
的，例如碱纤维素老化时发生的降解，可以提供控制最终产 品性质的方法。 而对于制浆造纸过程来说，为了获得高的得率，并保持纤维 的多种物理和机械性质，纤维素和半纤维素的降解是要尽量 避免的，必须控制在最低程度。纸浆粘度对于纸浆和纤维的 物理性质，特别是机械性质有着明显的影响。
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(二) 测定步骤
测定步骤：
精确称取0.5g(称准至0.0001g)准备好的试样(同时另称取试样 测定水分)，放在300或500 m L干的碘量瓶中。用移液管加人 50mL萨氏试剂，边加边摇动。
摇匀后，于瓶口倒放一个25mL的锥形瓶(或安放玻璃空气冷 凝管)，放在沸水浴中(瓶内液面应稍低于沸水水面)加热1h， 时间差不得超过3 min。在加热过程中应经常(10~15 min一次 )摇动碘量瓶。
漂白浆还原性能的测定是检定纸浆的纤维素还原 性末端基含量的多少。
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在天然纤维素中，还原性末端基含量很少，但在制 浆和漂白过程中，纤维素受到氧化和水解作用，而 使还原基大大增加。
纸浆还原性能的测定，可以相对表明纤维素大分子 的平均纤维长度与纸浆的变质程度，漂白浆的返色 也与其相关，因此具有重要的实际意义。
第四章 纤维素特性（还原性能、 粘度和聚合度、抗碱性）的测定
主要内容
一、漂白浆还原性能与铜价的测定
➢ （一）漂白浆还原性能与铜价的测定原理 ➢ （二）结果处理
二、化学浆粘度和聚合度的测定
➢（一）有关粘度的定义与概念 ➢（二）测定方法及原理
三、 纸浆抗碱性和碱溶解度
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第一节 漂白浆还原性能与铜价的测定
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纯纤维素如棉纤维素，每一Байду номын сангаас大分子中只有一个还 原基，故铜价极小，一般为0.25~0.30;
漂白木浆的铜价约为2.0-3.0; 如果不能合理地控制蒸煮和漂白条件，由于纤维素
的水解和氧化导致铜价提高，完全水解的纤维素， 亦即为葡萄糖，其铜价大约为3000。
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(一) 测定原理
铜价的测定原理是基于纸浆中的醛基能将萨氏试
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第二节 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。 纤维素的分子式为(C6H10O5)n， n是葡萄糖基的数目 ，称为聚合度(DP)。
纸浆的平均聚合度是浆料中纤维素分子链的平均长 度的反映，也直接影响纸浆粘度的大小。
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意义：
纸浆粘度测定具有重要的意义，它用以表示在蒸煮 和漂白等工艺过程中纤维素被降解破坏的程度。
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测定纸浆粘度通常使用毛细管粘度计，粘度计的种类有乌氏 粘度计、奥氏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物料溶解， 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，但由于铜氨溶液有不易制备、不稳定和使纤维素
分子发生氧化而降解等缺点，因此现在多采用铜乙二胺作
剂中的二价铜还原为一价铜，析出一定量的氧化亚 铜:
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加人硫酸后，萨氏试剂中含有的碘酸钾与碘化钾按 下式析出碘:
溶液中的氧化亚铜又与析出的碘按下式反应，转变 为硫酸铜:
用硫代硫酸钠标准溶液，滴定过量的碘:
用等量试剂按同样手续进行空白试验，即可求得与氧化亚铜相当的碘量 。根据耗用的碘量，即可计算出铜价。
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加热后，将碘量瓶取出，置于流动的冷水中冷却至室温，取下盖在瓶口的 锥形瓶，立即用少量蒸馏水洗涤锥形瓶，洗涤水应无损的洗进碘量瓶中。 加入5mL蒸馏水、30mL的2mol/L H2S04溶液，充分摇动约30s。
待气泡基本停止发生后，盖上原碘量瓶的瓶盖，进一步摇匀后放置5 min。 取下瓶盖，用蒸馏水吹洗并稀释至溶液体积约为200 mL。然后用0.01mol/L Na2S203标准溶液滴定。近终点时加人2一3mL淀粉指示液，在充分摇动的 情况下，继续滴定至蓝色刚好消失。
为溶剂测定纸浆的粘度。
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注：
萨氏试剂：溶解30g酒石酸钾钠及30g无水碳酸钠于约200mL 热蒸馏水中，加人1mol/L NaOH溶液40mL。在不断搅拌下加 人100g/L CuSO4溶液8OmL,煮沸，以除去溶液中的空气。在 另一烧杯中溶解180g无水硫酸钠于约300mL蒸馏水中，煮沸 ，以除去溶液中的空气。然后将其与含有硫酸铜的溶液合并 在一起，冷却后移人1000mL容量瓶中，加人l00g/L KI溶液 80mL，摇匀后，再加人0.1667mo1/L KI03溶液4mL，最后加 蒸馏水稀释至刻度，摇匀。静置1~2日。如溶液出现混浊， 应用玻璃砂芯滤器过滤后存人试剂瓶，备用。
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铜价的定义 是指100g绝干纸浆纤维，在碱性 介质中，于100℃时将硫酸铜(CuSO4)还原为 氧化亚铜(Cu2O)的克数。
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铜价可确定水解纤维素或氧化纤维素还原某些金属 离子到低价状态的能力。同时，这类反应可用来检 查纤维素的降解程度、变质程度以及用来估算还原 基的量。实际上可把铜价看作是评价纸浆中某些具 有还原性的物质(例如，氧化纤维素、水解纤维素、 木素和糖等)的一种指标。