166303 (740202), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Для проведения анализа можно использовать аппарат для хлорирования древесины стандарта TAPPI T 9 т, изображенный на рис. Аппарат устанавливают в вытяжном шкафу.

Методика анализа. Навеску воздушно-сухих обессмоленных спиртотолуольной смесью или этиловым эфиром опилок массой около 2 г помещают в стеклянный пористый фильтр / аппарата для хлорирования. Влажность обессмоленной древесины определяют в отдельной пробе по обычной методике. Навеску увлажняют холодной дистиллированной водой и отсасывают ее избыток. Охлаждающую рубашку 2 заполняют ледяной водой. Затем проводят хлорирование пропусканием газообразного хлора через перевернутую конусообразную воронку 3, применяя умеренное отсасывание. После 5 мин хлорирования отсасывание прекращают и сливают охлаждающую воду. В фильтр заливают 95%-ный этанол для удаления избытка хлора и образовавшейся соляной кислоты, выдерживают 1 мин и отсасывают. Затем в фильтр заливают горячий 3%-ный раствор моно-этаноламина в 95%-ном этаноле, оставляют на 2 мин и отсасывают. Обработку растворителем повторяют еще раз, после чего промывают древесину от остатков растворителя дважды этанолом и дважды холодной дистиллированной водой, удаляя ее избыток отсосом. Снова заливают в рубашку охлаждающую • воду. Повторяют хлорирование и последующие обработки, пока остаток на фильтре не будет оставаться белым при последующем хлорировании и обработке эта-нольным раствором моноэтаноламина. Затем холоцеллюлозу промывают этанолом, холодной дистиллированной водой, снова этанолом и, наконец, этиловым эфиром для ускорения последующей сушки. Полученную холоцеллюлозу подсушивают на воздухе для удаления эфира, а затем фильтр с холоцеллюлозой сушат в сушильном шкафу при температуре °С до постоянной массы и взвешивают.

Массовую долю холоцеллюлозы, % к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитывают по формуле

где т_{ – масса фильтра с холоцеллюлозой, г; т – масса пустого фильтра, г; g – масса абсолютно сухой навески обес-смоленной древесины, г; K₃ – коэффициент экстрагирования органическим растворителем. Примечания:

1. Если после предварительного экстрагирования проводили дополнительную обработку раствором щелочи, вместо К, при расчете используют общий коэффициент экстрагирования К,_щ.

Если препарат холоцеллюлозы предназначается для последующих анализов, то сушить холоцеллюлозу следует на воздухе или в вакуум-сушильном шкафу при температуре не выше 60 °С. В этом случае массовую долю холоцеллюлозы определяют в отдельной пробе обессмоленной древесины,

3. В соответствии с модифицированной методикой этанольный раствор моноэтаноламина можно заменить 5%-ным раствором моноэтаноламина в диоксане и, соответственно, этанол для промывки – диоксаном.

4. При необходимости внесения поправок в холоцеллюлозе определяют остаточные лигнин, пентозаны, золу.

4. Определение холоцеллюлозы хлоритным методом

Методика анализа. Навеску воздушно-сухих обессмоленных спиртотолуольной смесью или этиловым эфиром опилок массой около 5 г помещают в коническую

колбу вместимостью 250 см'¹. Добавляют последовательно 160 см'' дистиллированной воды, 0,5 см'' ледяной уксусной кислоты и г NaClO₂. Все one-рации, а также последующие нагревание, фильтрование и промывку обязательно проводят в вытяжном шкафу из-за высокой токсичности выделяющегося диоксида хлора. Реакционную колбу прикрывают перевернутой небольшой конической колбой и нагревают на водяной бане при температуре содержимого колбы 70…80 °С в течение 1 ч при периодическом перемешивании. Затем добавляют еще 0,5 см ледяной уксусной кислоты и г NaCIO₂, перемешивают и продолжают нагревание при 70…80 °С еще 1 ч. При анализе древесины хвойных пород проводят еще две таких обработки, а для древесины лиственных пород – еще одну. По окончании делигнификации колбу с реакционной смесью охлаждают в бане со льдом так, чтобы температура содержимого колбы не превышала Ю°С. Холоцеллюлозу отфильтровывают с отсосом на высушенном до постоянной массы стеклянном пористом фильтре, смывая на фильтр небольшим объемом холодной дистиллированной воды, и промывают ацетоном, 95%-ным этанолом, холодной дистиллированной водой. Фильтр с холоцеллюлозой сушат в вакуум-сушильном шкафу при температуре не выше 60 °С до постоянной массы и взвешивают. Можно также высушить холоцеллюлозу на воздухе и после взвешивания определить ее влажность по обычной методике.

Массовую долю холоцеллюлозы, % к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитывают по формуле, приведенной выше.

Для расчета массовой доли чистой холоцеллюлозы необходимо внести поправку на остаточный лигнин, так как в хлоритной холоцеллюлозе его должно оставаться примерно 2…4%. В противном случае будут наблюдаться большие потери полисахаридов Тогда массовую долю хлоритной холоцеллюлозы, % к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитанную по формуле, умножают на поправочный коэффициент K_l

где L – массовая доля лигнина в холоцеллюлозе, %.

Выделенную холоцеллюлозу используют для последующих анализов.

Примечания:

1. При выделении хлоритной холоцеллюлозы из древесины лиственных пород ее предварительному экстрагированию органическими растворителями можно не подвергать.

2. При выделении хлоритной холоцеллюлозы из древесины тропических пород и другого малоизученного сырья рекомендуется предварительно определить необходимое число обработок подкисленным раствором хлорита натрия.

5. Определение холоцеллюлозы с надуксусной кислотой

Метод делигнификации древесины надуксусной кислотой наиболее удобен, так как позволяет избежать работы с токсичными газами – хлором и диоксидом хлора – и с взрывоопасным хлоритом натрия. Надуксусную кислоту можно получать различными методами – взаимодействием пероксида водорода с уксусной кислотой или уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты в качестве катализатора.

Методика анализа. Навеску воздушно-сухих обессмоленных спиртотолуольной смесью или этиловым эфиром опилок массой около 5 г помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³ и добавляют мерным цилиндром 250 см³ 10%-ного раствора надуксусной кислоты при комнатной температуре. Колбу покрывают часовым стеклом и помещают в водяную баню с температурой 90 °С. С момента достижения реакционной смесью температуры 75 °С колбу выдерживают в бане при периодическом перемешивании 30…60 мин в случае древесины хвойных пород и 15…20 – для древесины лиственных пород. Затем содержимое колбы разбавляют дистиллированной водой температурой 50 °С, отфильтровывают холоцеллюлозу на стеклянном пористом фильтре и промывают нагретой дистиллированной водой до отрицательной реакции на пероксид с титанилсульфатом, затем теплой смесью ацетона с этанолом. Фильтр с холоцеллюлозой сушат в вакуум-сушильном шкафу при температуре 45 °С до постоянной массы.

6. Определение содержания альфа-целлюлозы в древесине

Для определения альфа-целлюлозы древесину сначала обес-смоливают экстрагированием органическими растворителями, а затем выделяют холоцеллюлозу одним из вышеперечисленных методов. В соответствии со стандартом ANSI/ASTM D 1103 выделенную методом хлорирования холоцеллюлозу после сушки на воздухе непосредственно используют для определения альфа-целлюлозы.

Методика анализа. Холоцеллюлозу, выделенную методом хлорирования и высушенную на воздухе, количественно переносят в стакан вместимостью 250 см³. Мерным цилиндром берут 25 см³ 17,5%-ного раствора NaOH и устанавливают температуру 20 °С. Добавляют к холоцеллюлозе 10 см³ этого раствора и помещают стакан, покрытый часовым стеклом, в водяную баню-термостат с температурой °С, вмещающую одновременно три стакана. При серийном анализе наиболее целесообразный интервал между анализируемыми пробами составляет 20 мин. Осторожно помешивают холоцеллюлозу в стакане стеклянной палочкой с плоским концом для пропитки образца щелочью. Через 2 мин образец перемешивают энергично для разделения комков.

По истечении 5 мин после добавления первой порции раствора гидроксида натрия добавляют его следующую порцию и снова массу тщательно перемешивают. Спустя еще 5 мин добавляют новую порцию раствора щелочи и перемешивают. Последнюю порцию раствора добавляют через 15 мин от начала обработки и снова перемешивают. Полученную реакционную массу оставляют в бане-термостате на 30 мин. Таким образом, общая продолжительность обработки составляет 45 мин. После этого к смеси добавляют 33 см³ дистиллированной воды с температурой 20 °С, в результате чего массовая доля NaOH снижается до 8,3%.

Полученную альфа-целлюлозу отфильтровывают на высушенном до постоянной массы щелочеустойчивом стеклянном пористом фильтре и промывают 8,3%-ным раствором NaOH, а затем дистиллированной водой, смывая водой все волокна альфа-целлюлозы на фильтр. При фильтровании и промывке используют отсос. Для ускорения промывки рекомендуется прекратить отсасывание, наполнить фильтр водой, тщательно перемешать целлюлозу на фильтре для разбивания комков и снова фильтровать с отсосом. Такую операцию следует провести дважды.

После промывки в фильтр с целлюлозой заливают 15 CNf 10%-ной уксусной кислоты; для пропитки целлюлозы кислотой применяют кратковременное отсасывание, а затем оставляют кислоту в фильтре на 1 мин без отсоса, после чего отфильтровывают ее с отсосом. Промывают целлюлозу на фильтре дистиллированной водой до нейтральной реакции по универсальной индикаторной бумаге, а затем еще дополнительно 250 см¹ воды. Фильтр с альфа-целлюлозой сушат в сушильном шкафу при температуре ⁰C до постоянной массы и взвешивают. Массовую долю альфа-целлюлозы, % к исходной древесине, рассчитывают по формуле

где т_х – масса фильтра с альфа-целлюлозой, г; m – масса

пустого фильтра, г; g – масса абсолютно сухой навески обес-смоленной древесины, взятой для выделения холоцеллюлозы, г; K₃ – коэффициент экстрагирования органическим растворителем.

Расхождение между результатами двух параллельных определений не должно превышать 0,8%.

7. Определение целлюлозы азотно-спиртовым методом

Для анализа используют азотно-спиртовую смесь, состоящую из одного объема концентрированной азотной кислоты и четырех объемов 95%-ного этанола.

Методика анализа. Навеску воздушно-сухих опилок массой около 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³ и добавляют мерным цилиндром 25 см³ азотно-спиртовой смеси. К колбе присоединяют обратный холодильник и кипятят опилки со смесью на водяной бане в течение 1 ч. Нельзя допускать слишком бурного кипения во избежание выбрасывания целлюлозной массы в холодильник и разбрасывания по стенкам колбы. После окончания кипячения опилкам дают осесть и осторожно сливают жидкость через высушенный до постоянной массы стеклянный пористый фильтр. Попавшие на фильтр опилки смывают обратно в колбу, используя 25 см³ свежей азотно-спиртовой смеси, и снова кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 1 ч. Такую обработку проводят три-четыре раза. После третьей обработки делают пробу на полноту делигнификации и решают, нужно или нет продолжить обработку. Признаком конца делигнификации служит отсутствие красного окрашивания при действии на пробу целлюлозы солянокислого раствора флоро-глюцина. Можно также провести микроскопическое исследование пробы с хлор-цинк-иодом, который окрашивает волокна древесной целлюлозы в фиолетовый цвет. Присутствие лигнина обнаруживается по оранжево-желтому окрашиванию.

После последней обработки целлюлозу отфильтровывают на высушенном до постоянной массы стеклянном пористом фильтре, применяя отсос, промывают 10 см³ свежей азотно-спиртовой смеси, а затем горячей водой. При промывке тщательно смывают всю целлюлозу из колбы на фильтр. Отмывку от кислоты проверяют по индикатору метиловому оранжевому, нанося каплю его раствора из капельницы на целлюлозу в фильтре. В присутствии кислоты индикатор принимает красноватый оттенок. В этом случае промывку продолжают. Если индикатор не изменяет цвета, промывку считают законченной. Индикатор смывают горячей водой и тщательно ее отсасывают. Фильтр с целлюлозой сушат в сушильном шкафу при температуре ⁰C до постоянной массы и взвешивают.

Массовую долю «сырой» целлюлозы, % к абсолютно сухой древесине, рассчитывают по формуле

где m_t – масса фильтра с целлюлозой, г; т – масса пустого фильтра, г; g – масса абсолютно сухой навески древесины, г.

Для расчета массовой доли чистой целлюлозы вносят поправку на остаточные пентозаны. Для этого массовую долю «сырой» целлюлозы умножают на поправочный коэффициент /100, где P-массовая доля остаточных пентозанов в целлюлозе, %. Пентозаны в целлюлозе определяют по таким же методикам, как и при анализе древесины. Обычно в целлюлозе, выделенной из древесных пород умеренной климатической зоны, остается 5…6% пентозанов для древесины хвойных пород и 9…10% для лиственных.

Расхождение между результатами двух параллельных определений не должно превышать 1,0%.

Характеристики

Список файлов реферата