книги / Хлопковая целлюлоза

Определение реакционной способности целлюлозы по гидролиз­ ным числам. Определение основано на том, что чем более реакци­ онноспособна целлюлоза, тем легче она подвергается гидролизу, в результате которого происходит ее деструкция и образование новых альдегидных групп, что, в свою очередь, приводит к увеличению мед­ ного числа.

Таким образом, определение гидролизного числа сводится к определению медных чисел.

Первый раз медное число определяют по способу, описанному выше.

Для второго определения навеску целлюлозы около 2—3 г поме­ щают в колбу, в которую предварительно налито 250 мл 3%-ной серной кислоты, соединяют колбу с обратным холодильником и ки­ пятят в течение 15 мин. Затем раствор нейтрализуют щелочью в присутствии фенолфталеина и снова определяют медное число.

Разница медных чисел до и после гидролиза характеризует реакционную способность целлюлозы.

4. Ускоренные методы анализов при производстве хлопковой целлюлозы

Помимо утвержденных — тестированных методов анализа хлоп­ ковой целлюлозы — на отдельных предприятиях для пофазного контроля применяются упрощенные — ускоренные методы, позво­ ляющие значительно сократить время анализов, сохраняя при этом необходимую точность.

Приведем несколько ускоренных методов анализа.

Определение влажности. М етод Л. И . Б у р овой и Г К . К ли м ен ко

[10] основан на измерении диэлектрической постоянной. Для этих целей применяют электровлагомер, который состоит из электроиз­ мерительного механизма с эбонитовым щитком, электродов, пред­ ставляющих собой два полых цилиндра, между которыми заклады­ вается испытуемый образец.

Для определения влажности разрыхленный материал массой 50±0,5 г равномерно, по высоте внутреннего цилиндра, укладывают в электроконденсатор. После включения аппарата стрелка гальва­ нометра отходит влево. С помощью лимба, вращаемого в правую сторону, стрелку гальванометра подводят к нулю, после чего при­ бор выключают, по показаниям лимба и по таражной таблице (табл. 64) определяют процент содержания влаги в испытуемом об­ разце. Весь этот процесс занимает 8— 10 мин. Приводимый метод достаточно точен для определения влажности в пределах 2— 12%. Производят два определения, из которых выводят средний ре­ зультат.

Помимо указанного электровлагомера, существует еще несколь­ ко конструкций, например «Узбекистан» [И ], «ТЭВ» [12], работа которых основана на тех же принципах, успешно применяемых для

определения влажности хлопка-сырца в пределах от 5 до 13% при точности определения 0,3—1 %.

Т а б л и ц а 64

Таражная таблица для определения влажности хлопковой целлюлозы

В сушке инфракрасного света. Для этих целей в высушенном до постоянной массы бюксе взвешивают 2,5 г хлопковой целлюлозы с точностью до 0,0002 г. Открытый бюкс и крышку помещают в сушку инфракрасного света на расстоянии от стенки 100 мм на 10 мин. По окончании сушки бюкс с навеской закрывают крышкой в су­ шильном шкафу и переносят в эксикатор, где охлаждают в течение 10— 15 мин и взвешивают.

Содержание влаги вычисляют по формуле

W =(G,-G2)- 40,

где W— влажность целлюлозы;

G\ — масса бюкса с навеской до сушки; Gi — масса бюкса с навеской после сушки.

Производят два параллельных определения, из результатов кото­ рых выводят средний. Расхождение между параллельными резуль­ татами допускается не более 0,5%.

Определение вязкости [10]. Навеску целлюлозы, взятую с точ­ ностью до 0,01 г для приготовления 1%-ного раствора, смачивают 7,3%-ным раствором едкого натра и затем излишки удаляют отса­ сыванием. После этого ту же навеску вновь обрабатывают в тече­ ние 15 мин при 20° С 15 мл свежего раствора едкого натра крепо­ стью 7,3%. Затем навеску тщательно промывают водой 6—7 раз (с отсосом), а потом — 3 раза аммиаком с отсосом (25—30 мл). После обработки аммиаком навеску помещают в вискозиметр соот­ ветствующего класса, который заполняют обычным медно-аммиач­ ным раствором.

Энергичное встряхивание вискозиметра в течение 4—10 мин обеспечивает быстрое и полное растворение и исчезновение какихлибо сгустков и нерастворившихся частиц целлюлозы.

В дальнейшем вязкость определяют по стандартному методу. Расхождение в определении вязкости между параллельными

образцами не превышает 5—7 сП.

Определение вязкости после варки и отбелки. Образец целлю­ лозы отмывают холодной водой от щелочи-и хлора, подсушивают до воздушно-сухого состояния в сушке инфракрасного света в тече­ ние 8— 10 мин и берут навеску из расчета приготовления 1%-ного раствора целлюлозы в медно-аммиачном швейцеровом реактиве.

Навеску помещают в ампулу из нержавеющей стали с введен­ ным металлическим шариком, объем которой заранее известен, за­ ливают в нее медно-аммиачный раствор, закрывают пробкой и энер­ гично взбалтывают в течение 2—3 мин (60—70 раз в минуту).

По окончании растворения содержимое ампулы выливают в ка­ либрованный стеклянный вискозиметр и, дав раствору стечь до верхней метки, включают секундомер и измеряют время истечения.

Для анализа целлюлозы после варки применяют вискозиметры классов А и Б, для целлюлозы после отбелки — классов Г, Д.

Расчет вязкости ведут по формуле = Т/С *0,97,

где г] — вязкость целлюлозы, сП; Т — время истечения раствора, с; К — константа вискозиметра;

0,97— плотность 1%-ного раствора целлюлозы в медно-амми­ ачном растворе.

5. Анализ воды

Качество воды оказывает большое влияние на свойства хлопко­ вой целлюлозы, поэтому отбор проб воды для анализа следует про­ водить с соблюдением следующих основных правил:

1.Проба воды должна быть взята в условиях, исключающих слу­ чайность ее состава.

2.Необходимо пользоваться чистой стеклянной посудой с проб­

кой.

3.При исследовании воды открытых водоемов следует учиты­ вать колебания ее состава в зависимости от времени года и состоя­ ния атмосферы.

Для отбора проб воды обычно пользуются специальным прибо­ ром — батометром (рис. 43) или бутылью емкостью 1,5 л, заклю­ ченной в металлическую оправу с тяжелым свинцовым дном, с кау­ чуковой пробкой, привязанной к шнуру или прикрепленной к метал­ лической цепи. Бутыль, закрытую пробкой, опускают на требуемую глубину, с помощью цепи или шнура вытаскивают пробку, бутыль заполняют водой и поднимают на поверхность, плотно закрывают

второй запасной пробкой, заливают сургучом или парафином и на­ правляют на анализ.

Определение цвета воды производят путем сравнения пробы во­ ды с окраской эталонов платиново-кобальтовой шкалы и выражают в градусах цветности.

Платиново-кобальтовый раствор приготовляют путем растворе­ ния в литровой мерной колбе в 100 мл воды 1,246 г хлороплатината калия и 1,009 г кристаллического хлористого кобальта. К раствору добавляют 100 мл соля­ ной кислоты (плотность 1,19) и доводят ди­ стиллированной водой до метки. Цветность та­ кого раствора принимают равной 500°. Этало­ ны из стандартных растворов приготовляют разведением основного платиново-кобальтово­ го раствора:

И т. д.

Определение прозрачности воды в отоб­ ранной пробе определяют в градуированном на сантиметры стеклянном цилиндре высотой не менее 30 см и диаметром 3—5 см, с плоским дном и с отводной трубкой у дна для спуска воды.

Исследуемую воду после взбалтывания вливают в цилиндр, под дно которого помещен шрифт Снеллена № 1. Отмеченная наиболь­ шая высота столба жидкости в сантиметрах, при которой возможно чтение шрифта, выра­ жает прозрачность воды.

Определение жесткости воды в соответствии с ГОСТ 4151—72 определяют следующим образом.

9,31 г трилона «Б» растворяют в дистиллированной воде и дово­ дят до 1 л.

10 г хлористого аммония растворяют в дистиллированной воде, добавляют 50 мл 25%-ного раствора аммиака и доводят водой до 500 мл (буферный раствор).

По 0,5 г индикатора (хромтемносинего и хромогенчерного) раст­ воряют в 20 мл буферного раствора и доводят до 100 мл этиловым спиртом.

5 г сернистого натрия ИагЭ-ЭНгО или 3,7 г ЦагБ'бНгО раство­ ряют в 100 мл дистиллированной воды.

1 г солянокислого гидроксиламина растворяют в дистиллиро­ ванной воде и доводят объем до метки 100 мл.

Точную навеску гранулированного цинка 3,269 г растворяют в 30 мл соляной кислоты, разбавленной 1 1, доводят объем в мерной колбе дистиллированной водой до 1 л и получают точный 0,1 н. раствор. Разведением этого раствора в 2 раза получают 0,05 н. раствор. Для приготовления 0,05 н. раствора сернокислого магния берут ампулу фиксанола, прилагаемого к набору реактивов, идущих для определения жесткости воды, и содержимое ампулы раство­ ряют в дистиллированной воде и доводят объем в колбе до 200 мл.

В коническую колбу вносят 10 мл 0,05 н. раствора хлористого цинка или 10 мл 0,05 н. раствора сернокислого магния и разбав­ ляют водой до 100 мл. Прибавляют 5 мл буферного раствора, 5— 7 капель индикатора и титруют при сильном взбалтывании раство­ ром трилона «Б» до изменения окраски в эквивалентной точке. Окраска должна быть синей с фиолетовым оттенком при прибав­ лении индикатора хромтемносинего и синей с зеленоватым оттен­ ком при прибавлении индикатора хромогенчерный.

Титрование следует производить на фоне контрольной пробы, которой может быть слегка перетитрованная проба.

Поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона «Б» вычисляют по формуле

где v — количество раствора трилона «Б», израсходованного на титрование, мл.

Для проведения анализа воды на общую жесткость в кониче­ скую колбу вносят 100 мл испытуемой воды, в которую прибавляют 5 мл буферного раствора, 5—7 капель индикатора и сразу титруют при сильном взбалтывании 0,05 н. раствором трилона «Б» до изме­ нения окраски. Если на титрование было израсходовано более 10 мл 0,5 н. раствора трилона «Б», определение следует повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 мл дистиллированной водой.

Нечеткое изменение окраски указывает на присутствие меди и цинка. В этом случае к отмеренной для титрования пробе воды при­ бавляют 1—2 мл раствора сульфида натрия и испытание повторяют.

Если после прибавления к пробе воды буферного раствора и индикатора титруемый раствор постепенно обесцвечивается приоб­ ретая серый цвет, что указывает на присутствие марганца, то в этом случае к ней до внесения реактивов прибавляют 5 капель 1%-ного раствора солянокислого гидроксиламина и анализ повто­ ряют.

При затяжке титрования и получении неустойчивой и нечеткой окраски, что наблюдается при высокой щелочности воды, ее влия­ ние устраняется прибавлением к .пробе воды, отобранной для титро­ вания, до внесения реактивов 0,1 н. раствора соляной кислоты в

количестве, необходимом для нейтрализации щелочной воды, с по­ следующим кипячением или продуванием раствора воздухом в тече­ ние 5 мин.

После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и опреде­ ляют жесткость, как указано выше.

Общую жесткость воды вычисляют по формуле

w о0,05/С -1000

Ж= -------------77------------ мг-экв/л,

где К — поправочный коэффициент к нормальному раствору трилона «Б»;

V — объем пробы воды, взятой для анализа, мл.

Определение общего содержания железа с ортофенантролином в соответствии с ГОСТ 4011—72 производят следующим образом.

0,1 г моногидрата ортофенантролйна растворяют в 100 мл ди­ стиллированной воды, подкисленной 2—3 каплями концентрирован­ ной соляной кислоты. 1 мл этого раствора связывает в комплексе 0,1 мг железа.

10 мг солянокислого гидроксиламина растворяют в дистиллиро­ ванной воде и объем колбы доводят водой до 100 мл.

250 г уксуснокислого аммония растворяют в 150 мл дистилли­ рованной воды, добавляют 700 мл уксусной кислоты и доводят объем колбы дистиллированной водой до 1 л, получают буферный раствор.

0,836 г свежевыкристаллизованных железоаммонийных квасцов растворяют в мерной колбе емкостью 1 л в небольшом количестве дистиллированной воды, добавляют 2 мл концентрированной соля­ ной кислоты и доводят объем водой до метки.

1 мл раствора содержит 0,1 мг железа.

Рабочий раствор железоаммонийных квасцов готовят в день про­ ведения анализа разбавлением основного раствора в 20 раз.

1 мл рабочего раствора содержит 0,005 мг железа.

Для определения содержания общего железа, в целях освобож­ дения от полифосфатов, воду предварительно кипятят с добавкой кислоты, отбирают 50 мл в плоскодонную колбу емкостью 125— 150 мл и разбавляют дистиллированной водой до 50 мл, добавляют 2 мл концентрированной соляной кислоты и 1 мл раствора гидро­ ксиламина и кипятят до объема 15—20 мл. После охлаждения раствора его переносят в мерную колбу объемом 50 мл, добавляют 10 мл буферного раствора, 2 мл раствора ортофенантролйна, дово­ дят объем дистиллированной водой до 50 мл, тщательно перемеши­ вают и оставляют на 10—15 мин для полного развития окраски.

Содержание железа определяют визуально или фотометрически, пользуясь шкалой стандартных растворов или калибровочным гра­ фиком. Для приготовления шкалы стандартных растворов в плоско­ донные колбы вносят: 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 10,0; 20,0 рабо­ чего стандартного раствора (в 1 мл содержится 0,005 мг железа), доводят объем До 50 мл дистиллированной водой и проводят ана­

лиз таким же образом, как и по исследованию пробы воды. Полу­ чают серию стандартных растворов с содержанием железа 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1,0; 2,0 мг/л.

При определении содержания железа фотометрически калибро­ вочный график строят по тем же эталонам шкалы, применяя зеле­ ный светофильтр и кюветы с толщиной рабочего слоя 2—5 с.

испытуемой воды 0,1 н. раствором соляной кислоты в присутствии метилового оранжевого.

Результаты титрования выражают в миллиметрах 1,0 н. раство­ ра соляной кислоты, что соответствует количеству миллиметров 0,1 н. раствора соляной кислоты, израсходованного на титрование 100 мл испытуемой воды.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.ГОСТ 3818.1—72. Хлопковый линт.

2.Сборник инструкций по контролю хлопкового волокна. М., Гизлегпром,

1972.

3.ГОСТ 2184—67. Купоросное масло.

4.ГОСТ 2263—71. Едкий натр.

5.ГОСТ 794—64. Канифоль.

6.ТУ на моющее средство «Неол».

7.ТУ на моющее средство «Прогресс».

8.ГОСТ 595—73. Хлопковая целлюлоза.

9.С у х и х В. В. «Заводская лаборатория», т. VI, 1937.

10. З а к о щ и к о в А. П. и П о с т н и к о в В. К. Хлопковая целлюлоза. М., Оборонгиз, 1941.

И.Электровлагомер «Узбекистан». Проспект. 1973. (ВДНХ).

12.Электровлагомер типа «ТЭВ». Гизлегпром, 1956.

Г Л А В А VIII

СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛОПКОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Линт. Основным сырьем для производства хлопковой целлюло­ зы является хлопковый линт — волокно, остающееся на семени хлопчатника после снятия хлопкового волокна.

Хлопковый линт делят на четыре сорта в зависимости от зрелос­ ти и сорта семян хлопка-сырца: 1-й, снимаемый при линтеровании семян первого сорта, 2-й соответственно семян второго сорта и т. д. и на три типа: I, II и III, в зависимости от его штапельной длины.

По своим качественным показателям хлопковый линт должен соответствовать требованиям, изложенным в ГОСТ 3818.0—72 (см. табл. 65).

Засоренность хлопкового линта 1-го и 2-го сортов, поставляемо­ го для химической переработки, не должна 'быть выше базисных норм. Посторонние примеси — комки, проволока, обрывки шпагата и т. п. в хлопковом линте не допускаются. Хлопковый линт не дол­ жен иметь горелого и гнилостного запаха.

При отклонении от базисных норм засоренности производят скидку или надбавку к массе партии хлопкового линта в размере 1% за каждый процент отклонения от базисных норм. При превы­ шении предельно допустимых норм засоренности хлопковый линт остается того же типа, но переводится в пониженный сорт, в пре­ дельные нормы которого он укладывается по фактической засорен­ ности.

Хлопковый линт сдают и принимают партиями; партией считают количество кип хлопкового линта одного сорта и типа, снятых с одной партии хлопка-сырца.

При переработке тонковолокнистых и голосемянных среднево­ локнистых сортов хлопчатника, а также мелких партий (до 100 т) семянного хлопка-сырца допускается комплектование одной партии хлопкового линта из разных партий хлопка-сырца, однородных по качественным показателям. Масса такой партии хлопкового линта не должна превышать 10 т; каждая кипа хлопкового линта должна быть одного цвета.