植物纤维原料成分分析ppt课件

1、制浆造纸现代分析技术制浆造纸现代分析技术 授课教师：授课教师： 李李 昭昭 成成 时时 间：间： 2021年年9月月 联络：联络：概述v这门课内容比较多，并且是一门实际性很强的课程，在众多的内容当中，大致可分为三个方面的内容：v 1. 原资料的分析与检验；v 2. 消费过程中的分析与检验；v 3. 废品纸的物理性能检验 v 第一部分包括造纸植物纤维原料的化学成份分析；造纸消费过程所用化工原料的分析：另外还有水和煤的分析测定等。在这一部分我们重点讲几个植物纤维原料成份分析。第二部分包括从备料、蒸煮、漂白、打浆到消费出废品纸各个工序的分析检验，是我们学习的重点。第三部分是

2、有关纸张质量性能的检测，简要介绍。 经过分析与检验可以指点和控制纸厂消费的每一个环节，并能及时发现消费中存在的问题，以便更快的加以处理。在纸厂消费过程中，分析与检验是技术人员的眼睛，是消费控制的根据，是产质量量的保证，所以分析化验在工厂是非常重要的。第二章第二章 造纸植物纤维原料化学造纸植物纤维原料化学成分分析成分分析 造纸植物纤维原料的化学成分主要包括：纤维素、半纤维素和木素。另外，还有一些次要成分，如水抽出物，有机溶剂抽出物和灰分等。这些成分中为造纸所需求的主要是纤维素和部分半纤维素，其他成分大部分将在制浆造纸过程中予以除掉。 造纸植物纤维原料的分析工程很多，主要包括：水分、灰分、水抽出物

3、、有机溶剂抽出物、多戊糖、木素、纤维素和果胶等成分的分析。我们预备讲几个主要工程，即水分、灰分、多戊糖、木素、纤维素和有机溶剂抽出物中的苯醇抽出物。 v分析造纸植物纤维原料化学成分的主要目的： 了解造纸原料化学组成特性，推断其制浆造纸的运用价值。 v 由于造纸植物纤维原料化学成分分析和纸浆的化学成分分析，测定原理和测定方法大体一样，再加上我们的课时有限，我们只引见造纸原料的成分分析。第一节第一节 植物纤维原料分析用试样的制备植物纤维原料分析用试样的制备v 造纸原料的化学成分不仅因种类不同而异，即使同一种类也会因生长条件，生长的年龄，以及试样采取的部位不同而相差很大。为了保证分析结果准确可靠，选

4、取的试样必需具有良好的代表性，不允许存在腐朽蜕变，所以必需按照规范方法采取试样，并将其磨成细粉以供分析用。v 试样磨碎的颗粒大小对测定结果有一定影响，特别是对抽出物及纤维素测定影响更大。试样颗粒大小：木材原料和非木材原料均采用4060目细度。选取能经过0.38mm筛孔即40目筛，但不能经过0.25mm筛孔即60目筛的试样细末。 假设是测纸浆的化学成分，首先应在手抄纸机上抄成定量40g/m2的浆片，让其自然风干，然后撕成55mm的小块，测出水分后供分析运用。第二节第二节 试样水分测定试样水分测定 v 原料水分含量的多少，在造纸消费中有重要的意义，因水分含量是工艺计算的重要根据。并且它影响药液对原

5、料的浸透速度。v 存在于植物纤维原料中的水分有结合水和游离水两种。结合水经过极性水分子和纤维素的羟基构成氢键，比较难以除去。游离水存在于纤维细胞腔中和毛细管中，比较容易除去。 v 通常在蒸煮前先测定原料的水分，来作为计算和控制消费的根据。另外，在植物纤维原料分析中，各种成分的百分含量，均需按原料的绝干质量来计算，所以水分的测定是其他成分测定的根底。v 水分测定通常采用烘干的方法，烘干的温度通常采用1052，并且已被列为国家规范测定方法，参见GB/T2677.21993。1.水分测定原理：水分测定原理： v 试样在1052温度下烘干至恒重时，所失去的质量与原试样质量之比，以百分数表示。单位是：%

6、。在烘干过程中，游离水首先蒸发出来，结合水蒸发较慢，需求较长的时间。要求烘干到恒重为准。 操作本卷须知操作本卷须知v1冷却的时间要一致。每次称重前，试样v在玻璃枯燥器中前后两次冷却的时间要一致v半小时为宜，否那么不易恒重。 v2一定要烘到恒重。第一次烘干时间要长些，最好大于4小时，使之接近于恒重值，否那么将会破费很多时间，反复称重多次也难以恒重。 v3同时测定两份，取其算数平均值作v为测定结果，两份测定计算值间的误差不v应大于0.2%。第三节第三节 植物纤维原料灰分测定植物纤维原料灰分测定 v.灰分测定原理灰分测定原理 v 试样在高温下试样在高温下57525 灼烧，使灼烧，使其其v中的有机物变

7、成二氧化碳和水蒸汽挥发掉，剩中的有机物变成二氧化碳和水蒸汽挥发掉，剩下下v的矿物性残渣即为灰分，以百分数表示。的矿物性残渣即为灰分，以百分数表示。 v掌握内容：木材原料灰分含量很低，普通都在掌握内容：木材原料灰分含量很低，普通都在v1%以下，主要成分是钙、镁、钾等无机盐类，以下，主要成分是钙、镁、钾等无机盐类，草草v类原料灰分含量较高，普通都在类原料灰分含量较高，普通都在%以上。稻以上。稻草草v灰分含量最高达灰分含量最高达17%，其主要成分是二氧化硅。，其主要成分是二氧化硅。v山东麦草灰分含量山东麦草灰分含量9上下。上下。v 消费普通纸张，对灰分要求是不严厉的，但消费电绝缘性要求较高的纸和精制

8、浆人造丝浆时，那么需严厉控制灰分含量。v 要留意测定时草类原料灰分与木材原料有什么不同？v草类原料由于二氧化硅较多，灼烧时容易结块，v所以在测草类原料的灰分时，应加醋酸镁乙醇溶v液。或从室温开场烧，至黑色炭素烧尽为止。5. 本卷须知：本卷须知：v1在电炉上碳化时，开场加热宜缓，应防止明火发生。全程测定过程中，坩埚应防止风吹或强气流煽动，以免产活力械损失。待全部碳化后，再放入高温炉中灼烧。 v2烧灰分的坩埚应加盖，但需求在边上留一道缝隙，使空气能流通，保证熄灭完全。灼烧温度应一直坚持在57525，过高过低都有影响。第四节第四节 苯苯醇抽出物的测定醇抽出物的测定 v 植物纤维原料抽出物的测定有冷水

9、和热水抽出物、1%NaOH抽出物和有机溶剂抽出物几种。 v 有机溶剂有多种，最常用的是： 苯醇混合液和乙醚溶液。另外还有：苯、乙醇、四氯化碳和二氯甲烷等。苯醇混合液与乙醚溶液相比，不但可以抽提树脂、蜡和脂肪，而且还可以抽提原料中的单宁和色素。乙醚的最大缺陷是容易着火。v 有机溶剂抽出物主要成分：树脂、蜡和脂肪。v1. 测定原理测定原理 v 用苯用苯醇混合液在一定温度下浸渍试样，醇混合液在一定温度下浸渍试样，将其能溶解的成分抽提出来，然后将抽出液将其能溶解的成分抽提出来，然后将抽出液蒸发烘干，不挥发的残渣即为苯蒸发烘干，不挥发的残渣即为苯醇抽出物。醇抽出物。v2.主要仪器与试剂v 1仪器：索氏抽

10、提器，有三部分组成：冷v凝管、抽提器和圆底烧瓶。恒温水浴。v 2试剂：苯乙醇混合液，由2体积的苯v和1体积95的乙醇混合而成。v 3.测定步骤 略v 包试样用的定性滤纸和线要预先用苯乙醇v混合液抽提12小时。v 可以直接烘干150mL的圆底烧瓶。v v3.本卷须知：v 1实验所用的有机溶剂易燃、有毒，所以v应在通风橱操作，务必留意平安。v 2试样包长度应低于索氏抽提器溢流管高v度，以使试样包完全浸在混合液中。第五节第五节 硝酸硝酸乙醇法纤维素的测定乙醇法纤维素的测定 v 纤维素是由大量葡萄基经过14甙键衔接而成的链状高分子化合物。一种不溶于水和有机溶剂，性质稳定的多糖可以溶于铜乙二胺溶液中。制

11、浆，即是从原料中分别纤维素的过程。原料中纤维素含量高，那么制浆得率相应就高。因此，经过测定原料中纤维素的含量，可以决议原料的运用价值，进而推算蒸煮得率。 v 植物纤维原料的纤维素含量根据原料种类和部位不同而有差别。例如：棉花纤维素含量最高，为95%99%；苧麻为80%90%； 木材和竹子为40%50%；树皮为20%30%。禾草类纤维素含量差别较大，普通在38%55%之间，稻草37%39%;；蔗渣46%55%；芦苇55%上下，麦草40%50%。 v 纤维素的测定方法有多种，最常用的有：硝酸乙醇法和氯化法也称克贝纤维素。硝酸乙醇法的优点是不需求特殊安装，操作较简便、迅速，不但适用于木材原料也适用非

12、木材纤维原料的测定,并且所用试样不用有机溶剂抽提。最后所获得的纤维素仅含少量的木素和半纤维素，纯度比氯化法高。所以此法更被广泛运用。 1. 测定原理测定原理 v 用20%的硝酸和80%的乙醇混合液多次处置试样，使试样中的木素被硝化并有部分被氧化，生成的硝化木素和氧化木素溶于乙醇溶液中。与此同时，亦有大量的半纤维素被水解、氧化而溶出。所得残渣即为硝酸乙醇纤维素。 2仪器仪器 v1回流冷凝安装2真空吸滤安装31G2玻璃砂心滤器4分析天平5枯燥器等。 v3试剂 v 1硝酸：分析纯；295%乙醇：分析纯；3硝酸乙醇混合液：用干净枯燥的量筒量取800ml95%乙醇于一干净枯燥的1000ml烧杯中，再用另

13、一干净枯燥的量筒量取200ml密度为1.42g/cm3的硝酸，徐徐分次倾入乙醇中。 v每次参与约10ml硝酸，并用玻璃棒搅匀后方可续加否那么有能够发生爆炸。将配好的硝酸乙醇混合液储存于棕色试剂瓶中备用。硝酸乙醇混合液只宜用前暂时配制，不能存放时间太长。 v4. 测定步骤 v 准确称取1g称准至0.0001g试样于250ml干净枯燥的锥形瓶中(同时另称取试样测定水分)，参与25ml硝酸乙醇混合液，装上回流安装，放在沸水浴上加热1小时。在加热过程中，应随时摇荡锥形瓶，以防止试样跳动。 v 煮沸1小时后，移去冷凝管，将锥形瓶自水浴上取下，静置片刻。待残渣堆积瓶底后，用倾泻法滤经已恒重的1G2玻璃滤器

14、，尽量不使试样流出。用真空泵将滤器中的滤液吸干，再用玻璃棒将流入滤器的残渣移入锥形瓶中。量取25ml硝酸乙醇混合液，分数次将滤器和锥形瓶口附着的残渣移入瓶中。装上回流冷凝安装，再在沸水浴上加热1小时。如此反复施行数次，直至纤维变白为止。普通阔叶木及稻草处置三次即可，松木和芦苇那么需处置五次以上。 v 最后将锥形瓶内容物全部移入滤器，用10ml硝酸乙醇混合液洗涤残渣，再用热水洗涤至洗涤液用甲基橙试之不呈酸性反响为止。最后用乙醇洗涤两次。吸干洗液。将滤器移入烘箱，于1052烘干至恒重。 v v 如为草类原料，那么需测定其中所含灰分。为此，可将烘干恒重后有残渣的玻璃滤器置于一较大的瓷坩埚中，一并移入

15、高温炉中，徐徐升温至57525 至残渣全部灰化并到达恒重为止。而且，空的玻璃滤器应先放入一较大的瓷坩埚中，置入高温炉中于57525灼烧至恒重，再置于1052烘箱中烘干至恒重。记录这两个恒重数字。 5. 结果计算 1木材原料纤维素含量计算 纤维素含量%=m1-m2/m0(1-w) 100 式中 m1烘干后纤维素与玻璃滤器的质量g m2空玻璃滤器质量g m0风干试样的质量g w试样的水分% 2草类原料纤维素含量计算 纤维素含量%=m1-m2m3m4/ m0(1-w) 100 式中 m1、m2、m0、w同上 m3灼烧后玻璃滤器与灰分的质量g m4空玻璃滤器灼烧后的质量g 同时进展两份测定，取其算数平

16、均值作为测定结果。要求准确至小数点后第二位，两次测定计算值间相差不应大于0.5%。 6. 本卷须知本卷须知 (1)于沸水浴上加热时,应留意随时摇荡，稍一忽略，纤维试样就会蹦跳至锥形瓶壁上，甚至跳入冷凝器中，如遇此种情况，应弃去重做。(2)每次过滤时，应尽量勿使残渣流入滤器中，否那么将添加洗回锥形瓶的困难，因每次所用的混合液仅为25ml，用量很少，而且要把滤器内倒出的残渣及锥形瓶壁上的残渣全部洗回锥形瓶。 否那么将呵斥残渣不能浸入混合液中，而影响结果的准确度。 (3)配硝酸乙醇混合液时应在通风橱内进展，要格外小心，留意一定要将硝酸渐渐参与乙醇中并不断搅拌，绝对不能把乙醇倒入硝酸中！以免引起爆炸事

17、故。 第六节第六节 综纤维素含量的测定综纤维素含量的测定v 综纤维素是指植物纤维原料中纤维素和半纤维素的全部，也是碳水化合物的总量。综纤维素含量以原料种类和部位不同而异，普通针叶木为65%73%；阔叶木为70%82%；禾本科植物为64%80%。v 制备综纤维素所用试样，普通均须先用有机溶剂抽提，使之成为无抽提物试样，然后再除去木素。在除去木素的过程中，亦有少量碳水化合物被损失，最后所得综纤维素也含有少量木素。v 测定综纤维素的方法有：亚氯酸钠法、氯乙醇胺法、二氧化氯法、过醋酸法等。目前亚氯酸钠法运用的比较多，该法的优点是分别操作简便，木素能较迅速除去，而且运用于木材和非木材等各种植物纤维原料的

18、测定。v 亚氯酸钠法测定综纤维素含量的方法参见GB/T2677.1020191. 测定原理测定原理 v 亚氯酸钠在酸性条件下(pH为45多次处置有机溶剂抽提过的试样，将木素氯化和氧化使之除去，从而定量地测定残留物的量即为综纤维素。v酸性亚氯酸钠溶液加热时发生分解，生成二氧化氯、氯酸盐和氯化物等，其反响式如下：v NaCIO2H+HCIO2+Na+ 4HCIO2 v 2CIO2+HCIO3+HCI+H2O v测定需求用酸性亚氯酸钠溶液反复处置试样，处置次数以原料种类不同而有所区别，处置次数的选择时要尽量多除去木素，而且还要使纤维素和半纤维素少受破坏。通常木材原料处置4次，非木材原料处置3次。采用

19、亚氯酸钠法分别的综纤维素中仍保管少量的木素普通2%4%。 v2.测定方法v 称2g试样，首先用苯醇混合液抽提；然后把v试样移入250mL锥形瓶中，参与65mL蒸馏水、v0.5mL冰醋酸、0.6g亚氯酸钠，摇匀后扣上v25mL的小锥形瓶，在75的恒温水浴中加热处v理1小时，处置34次后，用1G2玻璃滤器过滤v 假设是草类原料应除去灰分含量。3.本卷须知本卷须知 v1综纤维素的测定必需在通风橱中进展，因用冰醋酸酸化时产生有毒气体。反响中，倒置的小锥形瓶内充溢黄色反响气体，因此不要随意拿开小锥形瓶。反响终了后将锥形瓶充分冷却，等有毒气体散尽后，再将倒置的小锥形瓶取下，进展过滤。 v2非木材纤维原料综

20、纤维素含量测定必需测其中的灰分含量，测定方法同硝酸乙醇纤维素的测定。第七节第七节 聚戊糖含量的测定聚戊糖含量的测定 v 聚戊糖又称多戊糖，凡经酸水解能生成木糖和阿拉伯糖者,均称为聚戊糖。聚戊糖是造纸原料化学组成中半纤维素的一个重要成分。v 半纤维素是造纸植物纤维原料的主要成分之一。不同种类的植物纤维原料半纤维素的含量和构造有很大差别。v针叶木半纤维素含量为15%20%，以聚甘露糖为主，有少量聚木塘；而阔叶木和非木材原料的半纤维素含量为20%30%，以聚木糖为主。因此，对于阔叶木和非木材原料来说，测定聚戊糖含量可以在一定程度上反映出造纸原料中半纤维素含量的多少。 v 在消费普通纸张用的化学浆时，

21、半纤维素是该当多保管的成分，这样不仅可提高纸浆得率，而且会对成纸的某些性质有良好的影响。但半纤维素含量过高，又会使强度降低，应尽量除去。如消费人造丝浆就应该尽量多除去半纤维素。 v 聚戊糖的测定方法有化学法即容量法和仪器法两种，我们讲化学测定法。造纸原料聚戊糖的测定方法可以参照国家规范(GB/T2677.91994)。其测定原理分以下两步进展: 一容量法的测定原理一容量法的测定原理 v 1. 聚戊糖转化为糠醛的反响原理 v 第一步将植物纤维原料试样与12%盐酸溶液共沸，使聚戊糖水解生成戊糖，戊糖进一步脱水生成糠醛，并蒸馏出所生成的糠醛。v反响式如下： H+ 脱水 v C5H8O4n+n H2O

22、 nC5H10O5 nC5H4O2 v 聚戊糖 戊糖 糠醛 戊糖脱水转化为糠醛反响式 H H HOCCOH CHCH H O HCH C H HC CC +3H2O C H OH OH O O 戊糖 糠醛 2. 容量法容量法(溴化法溴化法)测定糠醛含量的原理测定糠醛含量的原理v 第二步再用各种不同的方法测定蒸馏出的糠醛的含量，由此再换算成聚戊糖。 v 测定糠醛含量的方法有：分量法、容量法和比色法等。最常用的方法是容量法的溴化法，这一方法操作简便、迅速、准确。因此我们也讲这一种。v其原理是： v 在含有糠醛的流出液中参与一定量的溴化物和溴酸盐的混合液，在酸性条件下溴化物和溴酸盐发生反响，析出溴。

23、反响式是： 5KBr+KBrO3+6HCI3Br2+6KCI+3H2O 析出的溴与糠醛发生加成反响，过剩的溴在参与碘化钾后，与碘化钾反响，析出碘。然后用硫代硫酸钠规范溶液滴定析出的碘，最后经过硫代硫酸钠规范溶液的耗费量和空白实验可求得溴的实践耗费量，由此可计算出糠醛的含量，然后再计算出聚戊糖的含量。 溴与碘化钾的反响式及碘与硫代硫酸钠的反响式如下： 3Br2+6KI3I2+6KBr 3I2+6Na2S2O36NaI+3Na2S4O6 溴与糠醛的加成反响，因反响条件不同而异。根据鲍威尔和维达克等人的研讨，含糠醛的溶液在室温下与过量的溴作用1小时，1摩尔的糠醛可与4.05摩尔的溴化合，称为四溴化法

24、。反响式如下： 四溴化糠醛的反响 CHCH HCBr BrCH O O CH CCH +2Br2 HCBr BrCCH 2025 O O 糠 醛 四溴化糠醛 v 如在温度02与过量的溴作用5min，那么1摩尔的糠醛将于2摩尔的溴化合，成为二溴化法。反响式如下： v CHCH HCBrCH v O O v CHC CH+Br2 HCBr CCH v 02 v O O v v 糠 醛 二溴化糠醛 v v v v v 两种溴化法相比，二溴化法准确度较高，用知糠醛含量的溶液进展测定，其误差小于0.4%；实验还阐明溴化时间延伸到60min，溴被进一步耗费的量亦很少。因此普通以为二溴化法较四溴化法准确度高

25、。但四溴化法如能严厉控制溴化时的温度在2025 ，其准确度也不次于二溴化法。 v 总之，不论采用何种方法，均须严厉控制各自所规定的反响温度和时间等条件，以保证结果的准确性。 二仪器二仪器 v1. 糠醛蒸馏安装，如图2-2所示，P42 ,其组成如下：a容量500ml的圆底烧瓶；b球形或蛇形冷凝管；c具有30ml间隔刻度、容量为150ml滴液漏斗；d500ml量筒或具有刻度的锥形瓶。v2. 可控温电炉；v3. 可控温多孔水浴；v4. 容量50ml及500ml容量瓶；v5. 容量500ml及1000ml具塞锥形瓶；v6. 50ml滴定管。三三. 试剂试剂 v1. 12%(质量分数)盐酸溶液：量取30

26、7ml盐酸20=1.19g/ml，加水稀释至1000ml。加酸或加水调整，使其20=1.057g/ml。 v2. 溴酸钠溴化钠溶液：称取2.5g溴酸钠和12.0g溴化钠或称取2.8g溴酸钾和15.0g溴化钾，置于一500ml烧杯中，加蒸馏水300ml，溶解后，移入1000ml容量瓶中，并稀释至刻度。 v3. 硫代硫酸钠规范溶液c(Na2S2O3)=0.1mol/L:称取25.0g硫代硫酸钠Na2S2O3.5H2O和0.1gNa2CO3，溶于新煮沸而已冷却的1000ml蒸馏水中，充分摇匀后，静置一周，过滤，标定其浓度。 v4. 乙酸苯胺溶液：量取1ml新蒸馏的苯胺于烧杯中，参与9ml冰乙酸搅拌均

27、匀。 v5. 1mol/LNaOH溶液：溶解2g分析纯氢氧化钠于煮沸冷却后的蒸馏水中，加水稀释至50ml。 v6. 还有：10g/L酚酞指示剂；100g/L碘化钾溶液；5g/L淀粉指示剂；分析纯的氯化钠。 四四. 测定步骤测定步骤 v1. 糠醛的蒸馏糠醛的蒸馏 v 准确称取准确称取0.5g或或1g试样试样中聚戊糖含量高试样试样中聚戊糖含量高于于12%者称取者称取0.5g, 低于低于12%者称取者称取1g，准确至，准确至0.0001g同时另称取试样测定水分含量，置同时另称取试样测定水分含量，置于于500ml的圆底烧瓶中，参与的圆底烧瓶中，参与10g氯化钠和数粒小氯化钠和数粒小玻璃珠，再参与玻璃珠

28、，再参与100ml12%的盐酸溶液。装上冷凝的盐酸溶液。装上冷凝管和滴液漏斗，倒一定量的管和滴液漏斗，倒一定量的12%盐酸于滴液漏斗中。盐酸于滴液漏斗中。调解电炉温度，使圆底烧瓶内容物沸腾，并控制蒸调解电炉温度，使圆底烧瓶内容物沸腾，并控制蒸馏速度为每馏速度为每10min蒸馏出蒸馏出30ml流出液。流出液。 v以后每当蒸馏出30ml，即从滴液漏斗中参与12%盐酸30ml于烧瓶中。至总共蒸馏出300ml馏出液时，用乙酸苯胺溶液检验糠醛能否蒸馏完全。为此，用一试管从冷凝管下端收取1ml馏出液，参与12滴酚酞指示剂，滴加1mol/L氢氧化钠溶液至馏出液中，滴至恰好显微红色，然后参与1ml新配制的乙酸

29、苯胺溶液，放置1min后如显红色，那么证明糠醛尚未蒸馏完全，仍须继续蒸馏：如不显红色，那么表示蒸馏完全。 v糠醛蒸馏完全后，将接纳瓶中的馏出液移入500ml容量瓶中，用少量12%盐酸漂洗接纳瓶，并将全部洗液倒入容量瓶中，然后参与12%盐酸至刻度，充分摇匀后得到配好的馏出液A。 v2. 糠醛的测定及结果计算 v1二溴化法 v 用移液管汲取200ml配好的馏出液A于1000ml锥形瓶中，参与250g用蒸馏水制成的碎冰， v当馏出液降至0时，参与25ml溴酸钠溴化钠混合液，迅速塞紧瓶塞，在暗处放置5min，此时溶液温度应坚持在0。 v 到达规定时间后，参与100g/L碘化钾溶液10ml，迅速塞紧瓶塞

30、，摇匀，在暗处放置5min。用0.1mol/LNa2S2O3规范溶液滴定，滴至溶液变为浅黄色时，参与5g/L淀粉溶液35ml，继续滴至蓝色消逝为止。 v 另汲取12%盐酸溶液200ml，按上述操作进展空白实验。 v结果计算： v 糠醛含量%=V1V2c0.048500/200m100 v式中 V1空白实验所耗费的0.1mol/LNa2S2O3标 v 准溶液体积，ml v V2试样所耗费的0.1mol/LNa2S2O3规范溶 v 液体积，ml v CNa2S2O3规范溶液浓度，mol/L v M试样绝干质量，g v 0.048与1.0molNa2S2O3规范溶液相当的糠醛 v 质量，g 2四溴化

31、法 v 用移液管汲取200ml配好的馏出液A于500ml锥形瓶中，再吸入25.0ml溴酸钠溴化钠混合液于锥形瓶中，迅速塞紧瓶塞，在暗处放置1小时，此时溶液温度应控制在2025。 v 到达规定时间后，参与100g/L碘化钾溶液10ml，迅速塞紧瓶塞，摇匀，在暗处放置5min。用0.1mol/LNa2S2O3规范溶液滴定，滴至溶液变为浅黄色时，参与5g/L淀粉溶液33ml，继续滴至蓝色消逝为止。 v 另汲取12%盐酸溶液200ml，按上述操作进展空白实验。 v结果计算： v 糠醛含量%=V1V2c0.024500/200m100 v式中 V1空白实验所耗费的0.1mol/LNa2S2O3标 v 准

32、溶液体积，ml v V2试样所耗费的0.1mol/LNa2S2O3规范溶 v 体积，ml v CNa2S2O3规范溶液浓度，mol/L v M试样绝干质量，g v 0.024与1.0molNa2S2O3规范溶液相当的糠醛 v 质量，g v 从流出液中测定糠醛含量的原理大家要搞清楚，在测定过程中，有四个反响方程式，经过这四个反响式我们分析一下测定原理，四个反响式是：v 5KBr+KBrO3+6HCI3Br2+6KCI+3H2Ov C4H3OCHO+2Br2C4H3OBr4v 糠醛 2025 四溴化糠醛v 3Br2+6KI3I2+6KBr v 3I2+6Na2S2O36NaI+3Na2S4O6 v

33、第一个反响式是：溴化钾和溴酸钾混合液参与糠醛v 流出液时，在酸式条件下反响析出溴。v第二个反响式是：析出的溴与糠醛发生加成反响。v第三个反响式是：与糠醛发生加成反响以后剩余的溴再与碘化钾反响，析出碘。v第四个反响式是：用硫代硫酸钠滴定析出的碘。v从上述四个反响式中我们可以看出，加到糠醛流出液中去的溴化钾溴酸钾混合液在酸式条件下析出的溴必需过量，即与糠醛发生加成反响以后，必需有剩余的量。v剩余的溴再与KI反响析出碘，然后用硫代硫酸钠滴定析出的碘。从以上分析可以看出，最后耗费了多少mL硫代硫酸钠，就表示与糠醛反响以后剩余了多少mL溴。流出液中糠醛含量越高，反响耗费的溴就越多，而剩余的溴就越少，最后

34、所耗费的硫代硫酸钠的量也就越少，反之耗费的硫代硫酸钠的量就越多。因此，经过耗费硫代硫酸钠的多少，可以间接反映出剩余的溴的多少。v 溴的剩余量知道了，我们再经过空白实验看一看总共析出多少溴。空白实验就是在没有试样存在的情况下的反响，不难看出溴化钾溴酸钾混合液在酸式条件下析出多少溴，最后就耗费多少硫代硫酸钠，即空白实验耗费的硫代硫酸钠的量，就是在流出液中析出的总溴量。用析出的总溴量减去剩余的溴量即为与糠醛发生反响耗费的溴量，从而间接测定糠醛含量。糠醛、溴和硫代硫酸钠三者之间的关系比较复杂要搞清楚。五五. 聚戊糖的结果计算聚戊糖的结果计算 v 试样中聚戊糖含量计算： v 聚戊糖含量=KX v 式中

35、K系数。 当试样为木材植物纤维时，K=1.88 v 当试样为非木材植物纤维或纸浆时，K=1.38 v注： 1.38为糠醛换算为聚戊糖的实际换算因数。 v 1.88为根据聚戊糖只需73%转化为糠醛的换算系数。 v 同时进展两次测定，取其算数平均值作为测定结果。测定结果计算要求准确至小数点后第二位，两次测定计算值之间相差不应大于0.4%。 六六. 本卷须知本卷须知 v1. 影响蒸馏的要素影响蒸馏的要素 v 试样蒸馏时，糠醛得率对测定结果影响最大。实验时试样蒸馏时，糠醛得率对测定结果影响最大。实验时一定要严厉控制蒸馏速度、补加盐酸的量和浓度等影响要素，一定要严厉控制蒸馏速度、补加盐酸的量和浓度等影响

36、要素，保证测定结果的准确性。糠醛得率的主要影响要素和采取的保证测定结果的准确性。糠醛得率的主要影响要素和采取的措施如下述：措施如下述： v1盐酸浓度的影响：盐酸的浓度直接影响蒸馏效果，目盐酸浓度的影响：盐酸的浓度直接影响蒸馏效果，目前规范测定方法多采用前规范测定方法多采用12%质量分数的盐酸来蒸馏试样。质量分数的盐酸来蒸馏试样。同时为了保证在蒸馏过程中酸的浓度坚持在恒定的范围之内，同时为了保证在蒸馏过程中酸的浓度坚持在恒定的范围之内，通常采取以下措施：通常采取以下措施： v在蒸馏时参与一定量的食盐氯化钠，以使酸的浓度在蒸馏过程中坚持在比较恒定的范围内。同时参与食盐也可以提高溶液的沸点，以到达较

37、高转化温度的要求。在蒸馏过程中，馏出液的量是以参与新盐酸的方法来补充的，由于补加盐酸是延续参与普通每次参与30ml，因此在蒸馏过程中，盐酸的浓度会发生变化变化范围为12%21%。为了坚持在蒸馏过程中盐酸浓度的变化范围相对较小，操作中必需严厉控制补加盐酸溶液的时间和数量，以提高糠醛的得率。 v2蒸馏速度的影响：蒸馏速度是影响蒸馏的重要要素之一。适当提高蒸馏速度可以减少糠醛在蒸馏过程中的分解；但假设蒸馏速度太快，阐明蒸馏温度太高，会把其他一些成分蒸馏出来，使糠醛不能从反响物中完全分别出来，而影响测定结果。规范测定方法规定，控制10min内蒸馏出30ml馏出液；当原料试样质量为12g时，使糠醛完全蒸

38、馏出来的馏出液总量为300360ml。蒸馏温度是实现蒸馏速度的保证，假设10min内馏出液超越30ml，阐明电炉温度太高，应进展调整。糠醛的沸点为162，普通蒸馏温度为164166。假设温度太高，糠醛能够分解。采用可控温电炉加热的方法，可以到达控制蒸馏速度的要求。 v3试样中其他易挥发物质的影响：由于植物纤维原料成分复杂，在试样蒸馏过程中，除聚戊糖可以转化为糠醛外，其他一些物质也可以构成糠醛，如试样中的聚甲基戊糖可以在187时产生甲基糠醛。故必需严厉控制蒸馏速度和温度。 v2. 严厉控制沸腾时的温度：试样和盐酸共沸时，容易产生爆沸景象，而使试样溅留在蒸馏瓶上部器壁处。为此，可在圆底蒸馏瓶中放入

39、数粒玻璃珠，并留意调理适宜的蒸馏速度，以使蒸馏过程正常进展。 3. 必需做到接口处严厉密封：必需做到接口处严厉密封： 蒸馏过程中糠醛蒸汽外逸是呵斥康醛得率偏低的主要缘由，因此，务必留意检查接口处磨口能否严密。也可在圆底烧瓶磨口处用12%盐酸封口，并用潮湿的pH试纸置于磨口附近不要与瓶口接触，测试有无酸性气体逸出。如pH试纸显红色那么阐明磨口处不够严密，假设逸气严重应改换糠醛蒸馏安装。重新测定。 4. 严厉控制溴化法测定糠醛的温度严厉控制溴化法测定糠醛的温度 v 四溴化法要严厉控制溴化温度在2025范围；二溴化法参与冰时要足量，确保溶液温度在0溶液中存有过量的冰块。v 第八节第八节 木素含量的测

40、定木素含量的测定 v一木素定量分析的方法和根据一木素定量分析的方法和根据v 木素是造纸植物纤维原料中的另一种木素是造纸植物纤维原料中的另一种主要成分，它是由苯丙烷构造单元构成的具主要成分，它是由苯丙烷构造单元构成的具有三度空间构造的天然芳香族高分子化合物。有三度空间构造的天然芳香族高分子化合物。其含量随原料的种类不同而有差别，普通针其含量随原料的种类不同而有差别，普通针叶木的木素含量为叶木的木素含量为25%35%；阔叶木为；阔叶木为18%22%；非木材纤维原料为；非木材纤维原料为16%25%，稻草中的木素含量为稻草中的木素含量为10%左右。左右。 同一种原料不同部位，木素含量也有很同一种原料不

41、同部位，木素含量也有很大差别，例如，木材原料的树干，稍部和根大差别，例如，木材原料的树干，稍部和根部各不一样。部各不一样。 制浆操作中的蒸煮和漂白两道工序几乎制浆操作中的蒸煮和漂白两道工序几乎全是为了脱除木质素而设的。而化学药品的全是为了脱除木质素而设的。而化学药品的用量主要取决于原料中木素的含量。因此，用量主要取决于原料中木素的含量。因此，原料中木素的测定，对计算药品的用量，制原料中木素的测定，对计算药品的用量，制定合理的工艺条件，保证成浆质量有重要意定合理的工艺条件，保证成浆质量有重要意义。义。 值得留意的是，通常所指的木素含量，过去人们以为仅是指硫酸法测定的酸不溶木素克拉森木素含量。然而

42、，近年来的研讨阐明，在测定酸不溶木素含量时， 用硫酸水解聚糖成单糖的过程中，也有一部分木素被酸溶解，这部分木素称之为酸溶木素，这是不可忽略的。特别是对非木材和阔叶木原料，以及亚硫酸盐纸浆，因其酸溶木素含量较高，仅以酸不溶木素含量来表示木素含量是不全面的。必需在测定酸不溶木素的同时，测定滤液中酸溶木素的含量，以酸不溶木素和酸溶木素含量之和来表示总木素含量。 二二72%硫酸法测定酸不溶木素克拉森硫酸法测定酸不溶木素克拉森木素含量木素含量 1. 测定原理测定原理 用质量分数为用质量分数为720.1%硫酸水解经苯醇硫酸水解经苯醇混合液抽提过的试样，使聚糖水解成单糖而混合液抽提过的试样，使聚糖水解成单糖

43、而溶出，然后定量地测定水解剩余物即酸不溶出，然后定量地测定水解剩余物即酸不溶木素的质量，即可计算出酸不溶木素的溶木素的质量，即可计算出酸不溶木素的含量。含量。 采用硫酸法测定木素，试样必需首先用苯醇混合液抽提，其目的是除去树脂、脂肪、蜡、丹宁、色素和植物碱等，由于这些物质在酸处置时是不溶解的，如不除去会使木素含量偏高，导致测定结果不准确。v试样的水解分两步进展。第一步用72%浓硫酸在1820下处置试样一定时间，木材原料和纸浆2小时，非木材原料2.5小时，其作用是使聚糖部分水解成糊精状。第二步经稀酸高温处置，将酸稀释成3%的浓度，煮沸4小时，使聚糖完全水解成单糖并溶出。 2. 硫酸法测定木素含量

44、的影响要素硫酸法测定木素含量的影响要素 v 硫酸法测定木素必需留意几个重要要素：即酸的浓度、酸作用的时间、温度及酸作用后处置条件，否那么就会呵斥很大误差，特别是含聚戊糖较高的非木材原料更应留意。 v1酸浓度对分析结果的影响 v 酸的浓度要求能得到木素含量最低，甲氧基含量为最高即木素保管完全时为最正确。酸的浓度普通采用72%的浓硫酸处置，后经3%稀硫酸煮沸水解。v过浓的酸易呵斥试样中碳水化合物的碳化，生成不溶性物质混入木素中从而添加分量。酸浓过稀，那么呵斥水解所需时间过长或水解不完全导致结果偏高。v 为了保证酸的浓度，首先要准确配置质量分数为720.1%的硫酸溶液，确保20的密度为1.63380

45、.0012g/mL。v 其次是在用稀酸煮沸时，要安装冷凝器，使挥发气体冷凝回流，或者在煮沸过程中，不断加水补充因水分蒸发而损失的量，使溶液总体积坚持不变。假设要测定滤液中的酸溶木素含量，必需采用不断补加水量的方法，以防止糖类酸水解产物如糠醛对紫外光谱法测定结果的影响。(2)水解温度和时间的影响水解温度和时间的影响 v 水解温度和时间的影响是与酸浓度相关联的。普通酸浓度越高，水解温度应越低，处置时间也应越短。当酸的浓度一定时，温度越高，处置时间越短。 v 木材原料酸作用时间为2小时，非木材原料作用时间为2.5小时.v 浓酸作用时要在1820的低温度进展，因这样有利于多糖润胀，并防止碳化。当温度高

46、达30时，得到的木素为黑色半胶体状，很难过滤，而在低温时，木素颜色浅且易于过滤。 v 3的稀酸水解是为了把多糖完全水解为D葡萄糖，需求比较高的温度，普通是煮沸，时间为4小时。 (3)加酸量的影响加酸量的影响 v 为保证试样中聚糖的完全水解，该当有足够的酸量，但酸量过多，因稀释后体积过大会呵斥分析时间的不便。通常，1g试样需用酸液1520ml原料15ml，纸浆20ml。 3.仪器仪器 可控温多孔水浴；容量150ml索氏抽提器；100ml具塞磨口锥形瓶；1000ml锥形瓶；500ml量筒；可控温电炉或电热板；精细密度计一套；可控温烘箱和分析天平等；过滤安装。 4.试剂试剂 苯：分析纯；95乙醇：分

47、析纯；苯醇混合液苯与乙醇的体积比为2：1：量取67份苯及33份乙醇，混合均匀即可。密度为1.84g/mL，质量分数9598的硫酸：分析纯；质量分数为720.1的硫酸溶液密度为201.63380.0012g/mL:将665ml硫酸在不断搅拌下渐渐倾入300ml蒸馏水中，待冷却后，加蒸馏水至总体积为1000ml。 充分摇匀，将温度调至20，倾到部分此溶液于500ml量筒中，用精细密度计测定该酸液密度，假设不在1.63380.0012g/mL范围内，相应的参与适量的硫酸或蒸馏水进展调整，直至符合上述密度要求。定量滤纸及定性滤纸，广泛试纸。 5.测定方法v首先用72的浓硫酸处置。条件是：温度v1820

48、 ，时间22.5小时，加酸量15mL；v 第二步用3的稀硫酸煮沸，时间4小时；v 第三步过滤、洗涤；v 第四步烘干、称重、烧灰分。5.测定步骤测定步骤 1试样称取及处置试样称取及处置 准确称取一定量原料称准确称取一定量原料称1g，纸浆称，纸浆称2g。称准至。称准至0.0001g试样同时另称取试样测定水分含量，试样同时另称取试样测定水分含量，用定性滤纸包好，并用棉线捆牢，在索氏抽提器用定性滤纸包好，并用棉线捆牢，在索氏抽提器中进展苯醇抽提中进展苯醇抽提6小时，最后将滤纸包风干。小时，最后将滤纸包风干。2试样的水解试样的水解 v720.1硫酸水解：翻开上述风干后的滤纸包硫酸水解：翻开上述风干后的滤纸包,将苯醇抽提过的试样移入容量将苯醇抽提过的试样移入容量100ml(纸浆用纸浆用250ml)具塞锥形瓶中，并参与冷却至具塞锥形瓶中，并参与冷却至1215的的720.1的硫酸溶液的硫酸溶液15ml(纸浆加纸浆加40ml)，摇荡一分钟，使，摇荡一分钟，使试样全部为酸液所浸透，并盖好瓶塞。然后将锥形试样全部为酸液所浸透，并盖好瓶塞。然后将锥形瓶置于瓶置于1820恒温水浴