專利名稱：一種快速測定紙漿粘度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定紙漿粘度的方法，尤其是涉及一種采用氫氧化銅快速制備銅乙二胺測定紙漿粘度的方法。
背景技術(shù)：
紙漿粘度主要用以表征纖維素分子鏈的平均長度。紙漿粘度大小不但可以間接表示纖維素在蒸煮和漂白等工藝過程中被降解破壞的程度，而且可以進一步評估成漿的物理性能優(yōu)劣情況，因此測定紙漿的粘度具有重要意義。測定紙漿的粘度通常使用毛細管粘度計。測定前首先要選擇適宜的溶劑將纖維素物質(zhì)溶解，然后用所形成的纖維素溶液來測定。過去曾采用銅氨溶液為溶劑，但由于銅氨溶液有不易制備、不穩(wěn)定和易使纖維素分子發(fā)生氧化降解等缺點，因此現(xiàn)在多采用銅乙二胺作為溶劑來測定紙漿的粘度。 銅乙二胺的配制要求嚴格，需要具有相當?shù)牟僮鹘?jīng)驗。而且銅乙二胺配制時間較長，按照現(xiàn)有銅乙二胺的配置方法及步驟，需要至少7天的時間。配制過程中任何的失誤都將導(dǎo)致所配制的溶液難以達到要求，從而需要從頭再來，費時費力。銅乙二胺配制時間決定了紙漿粘度測定的快慢，有時因為銅乙二胺配制問題，紙漿粘度測定需要耗費較長時間。

發(fā)明內(nèi)容
針對銅乙二胺配置困難和配制周期長的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種用氫氧化銅快速制備銅乙二胺測定紙漿粘度的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方法采用以下技術(shù)方案(I)試樣的制備取具有代表性的漿樣，在濕漿解離器中加水分散成纖維狀，不應(yīng)有漿塊或纖維束，然后用蓋有潔凈白布的銅網(wǎng)，在手抄紙器(或其他成型設(shè)備)上抄成定量為40g/m2的衆(zhòng)片，不必擠壓,連同干布一起風(fēng)干。最后衆(zhòng)片自白布上取下，撕成5mmX5mm的小塊，置于干燥、潔凈的玻璃瓶中，用篩子塞緊，放置過夜，使水分達到平衡。(2)試樣的稱量根據(jù)漿的不同粘度，按表I所示稱取一定試樣(此表為取蒸餾水和銅乙二胺均為25ml情況下樣品的取用量，如果蒸餾水和銅乙二胺均為15ml，樣品取用量按比例縮減)，稱準至0. 5mg,將試樣置于溶解瓶中。另取漿樣按照GB/T741測定試樣的水分。表I/(ml/g)衆(zhòng)濃 C/(g/100ml) 絕干衆(zhòng)質(zhì)量/(g)
400-65005025
650-85004020
850-110003o7T5
(3)試樣溶液的制備用移液管吸取25ml (或15ml)蒸餾水注入溶解瓶中，同時加人2塊至3塊紫銅片，塞緊瓶塞子，劇烈搖蕩溶解瓶至試樣完全分散。(4)銅乙二胺的制備銅乙二胺采用氫氧化銅和乙二胺在冰浴中混合而成。其制作步驟為1)稱取一定質(zhì)量的氫氧化銅放入容器中，加入蒸餾水1-1000倍，放置使氫氧化銅沉降；2)待氫氧化銅沉降完畢后，采用傾斜法洗滌沉淀1-30次；3)洗滌完成后保留糊狀沉淀，將糊狀沉淀在冰浴中冷卻至20°C以下，最好在10°C以下；4)在劇烈攪拌下向糊狀沉淀中加入一定量乙二胺溶液，使混合液中乙二胺與氫氧化銅的摩爾比為0.5-2. 5 1，并記錄加入乙二胺的體積；5)然后用蒸餾水稀釋混合液，稀釋后的混合液的最終體積為加入的乙二胺溶液的體積2-10倍；6)將配置好的溶液放置在棕色帶塞瓶中1-5天后，用虹吸法或用濾器過濾，將過濾液量好體積，置于棕色瓶中，以備標定。
已配制完畢的銅乙二胺按照GB/T 1548-2004紙漿粘度的測定方法標準中附錄C銅乙二胺的制備方法中銅乙二胺的標定方法進行標定、調(diào)整。具體標定方法為用移液管吸取已配置好的銅乙二胺溶液25ml,置于250ml容量瓶中，用蒸懼水稀釋至刻度；然后用移液管吸取稀釋液25ml，置于500ml帶磨口塞子的錐形瓶中；加入I. Omol/L的標準鹽酸溶液25ml及10%的碘化鉀溶液30ml，搖勻后，立即用0. lmol/L的硫代硫酸鈉標準溶液滴定。當棕色幾乎消失時，加入硫氰酸銨Ig及淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍色消失為止，記錄所耗用的Na2S2O3體積；向上述溶液中多加5滴Na2S2O3溶液，再加如200ml蒸餾水搖勻；以甲基橙為指示劑，用I. Omol/L的NaOH標準溶液滴定，當溶液呈黃色時，即為滴定終點，記錄所耗用的NaOH體積。乙二胺濃度和銅濃度可分別按公式(I)、公式(2)、公式(3)進行計算。乙二安濃度M1 = (N1V1-N2V2-N3V3)/5 (I)銅濃度M2 = (N2V2)/2. 5(2)R = M1ZM2(3)式中V1-加入的鹽酸標準溶液的體積，單位為毫升(ml)；N1-鹽酸標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；V2-滴定時所耗用硫代硫酸鈉標準溶液的體積，單位為毫升(ml)；N2-硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；V3-滴定時所耗用氫氧化鈉標準溶液的體積，單位為毫升(ml)；N3-氫氧化鈉標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；M1-銅乙二胺溶液中乙二胺的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；M2-銅乙二胺溶液中銅的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；R-乙二胺與銅的比例。按照規(guī)定要求，R應(yīng)為2. 00±0. 04，銅的濃度M2為I. 00±0. 02M。如果分析結(jié)果，R< 2，M2 > 1M，說明乙二胺和水量不夠，可按公式(4)、公式(5)、公式(6)進行計算，加入一定量的乙二胺和蒸餾水，以配置所需濃度的銅乙二胺溶液。需要加入乙二胺的量V4 = OM2-M1W. OVtlA (4)式中Vtl-原始溶液量，單位為毫升(ml)；
A-乙二胺的百分含量需配置銅乙二胺溶液的總量V5 = M2Vtl(5)需加入蒸懼水的量V6 = V5_(V3+VQ)(6)(5)樣品的溶解吸取25ml (或15ml)的銅乙二胺溶液于瓶中，并排除全部殘留空氣。再次塞好瓶塞，不斷搖蕩至試樣完全溶解，將溶解瓶浸入恒溫水浴中至溫度達(25 ±0. I) 0C0(6)流出時間的測定將一份試樣溶液置入北歐標準粘度計中，讓溶液流出，用秒表計時。最少進兩次測定，兩次測定的結(jié)果之差應(yīng)不超過±2.5%。取其平均值進行計算。
粘度比計算粘度比(n/ n。)按公式(7)進行計算。n/n0 = hXt(7)式中h-校準時測得的測定用粘度計常數(shù)，單位為每秒(S-1)，t_試樣溶液的流出時間，單位為每秒(s).(7)特性粘度值計算通過粘度比(n / nQ)值可在GB/T 1548-2004附錄表2或表3中查出[n] C值(表2或表3由馬丁方程式計算而得)，由絕干樣品質(zhì)量和溶液體積，可計算出漿濃C，[ n ] c被c除即可得到特性粘度值[n ]，單位ml/g。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于直接利用氫氧化銅作為制備原料，不再使用硫酸銅，摒棄了硫酸銅制備氫氧化銅的過程，因此相對于原有技術(shù)縮短了制備周期；同時本發(fā)明顯著減少了銅乙二胺在制備過程的相關(guān)影響因素，使銅乙二胺的制備成功率大幅度提高，例如在制備過程中不需要使用氨水，省去了傳統(tǒng)銅乙二胺配置過程中耗水又費時的洗滌過程，降低了成本，節(jié)約了時間，同時避免了由于制備過程中氨水使用不當帶來的失敗和洗滌過程中銅的流失，故此，本發(fā)明明顯提高了銅乙二胺制備的經(jīng)濟效益和社會效益，從而實現(xiàn)了快速測定紙漿粘度。
具體實施例方式實施例I(I)試樣的制備取具有代表性的漿樣，在濕漿解離器中加水分散成纖維狀，不應(yīng)有漿塊或纖維束，然后用蓋有潔凈白布的銅網(wǎng)，在手抄紙器(或其他成型設(shè)備)上抄成定量為40g/m2的衆(zhòng)片，不必擠壓,連同干布一起風(fēng)干。最后衆(zhòng)片自白布上取下，撕成5mmX5mm的小塊，置于干燥、潔凈的玻璃瓶中，用篩子塞緊，放置過夜，使水分達到平衡。(2)試樣的稱量稱取0. 1090g平衡后樣品,將試樣置于溶解瓶中。另取衆(zhòng)樣按照GB/T741測定試樣的水分，水分含量為5%。(3)試樣溶液的制備用移液管吸取15ml蒸餾水注入溶解瓶中，同時加人2塊至3塊紫銅片，塞緊瓶塞子，劇烈搖蕩溶解瓶至試樣完全分散。(4)銅乙二胺的制備稱取98g(l摩爾)氫氧化銅于2000ml燒杯中，加入蒸餾水2000g，放置使氫氧化銅沉降；2)待氫氧化銅沉降完畢后，采用傾瀉法洗滌沉淀4次；3)洗滌完成后保留糊狀沉淀，然后將糊狀沉淀冷卻至10°C以下；4)在劇烈攪拌下向糊狀沉淀中加入純度99%，密度0. 898g/cm3的乙二胺120克，使混合液中乙二胺與氫氧化銅的摩爾比為2 1，并記錄加入乙二胺的體積133. 6ml ；5)然后用蒸餾水稀釋至體積為801. 6ml，稀釋后的混合液的最終體積為加入的乙二胺溶液的體積的6倍；5)將配置好的溶液放置在棕色帶塞瓶中2天后，用虹吸法或用濾器過濾，將過濾液量好體積，置于棕色瓶中，以備標定。乙配制完畢的銅乙二胺按照GB/T 1548-2004紙漿粘度的測定方法標準中附錄C銅乙二胺的制備方法中銅乙二胺的標定方法進行標定、調(diào)整。具體標定方法為用移液管吸取已配置好的銅乙二胺溶液25ml,置于250ml容量瓶中，用蒸懼水稀釋至刻度；然后用移液管吸取稀釋液25ml，置于500ml帶磨口塞子的錐形瓶中；加入I. Omol/L的標準鹽酸溶液25ml及10%的碘化鉀溶液30ml，搖勻后，立即用0. lmol/L的硫代硫酸鈉標準溶液滴定。當棕色幾乎消失時，加入硫氰酸銨Ig及淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍色消失為止，記錄所耗用的Na2S2O3體積；向上述溶液中多加5滴Na2S2O3溶液，再加如200ml蒸餾水搖勻；以甲基橙為指示劑，用I. Omol/L的NaOH標準溶液滴定，當溶液呈黃色時，即為滴定終點，記錄所耗用的NaOH體積。乙二胺濃度和銅濃度可分別按公式⑴、公式⑵、公式(3)進行計算。乙二胺濃度M1 = (N1V1-N2V2-N3V3)/5 (I)銅濃度M2 = (N2V2) /2. 5(2)R = M1ZM2(3)式中V1-加入的鹽酸標準溶液的體積，單位為毫升(ml)；N1-鹽酸標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；V2-滴定時所耗用硫代硫酸鈉標準溶液的體積，單位為毫升(ml)；N2-硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；V3-滴定時所耗用氫氧化鈉標準溶液的體積，單位為毫升(ml)；N3-氫氧化鈉標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；M1-銅乙二胺溶液中乙二胺的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
M2-銅乙二胺溶液中銅的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；R-乙二胺與銅的比例。按照規(guī)定要求，R應(yīng)為2. 00±0. 04，銅的濃度M2為I. 00±0. 02M。分析結(jié)果，R〈2，M2>1M，說明乙二胺和水量不夠，可按公式(4)、公式(5)、公式(6)進行計算，加入一定量的乙二胺和蒸餾水，以配置所需濃度的銅乙二胺溶液。需要加入乙二胺的量V4 = (21^-1^)6. 0Vq/A (4)式中V。-原始溶液量，單位為毫升(ml)；A-乙二胺的百分含量需配置銅乙二胺溶液的總量V5 = M2Vtl(5)需加入蒸餾水的量V6 = V5_(V3+VQ)(6)最后對調(diào)整后的銅乙二胺再次進行標定，R為2. 01，銅的濃度M2為1.00M，可以用于粘度的測量。(5)樣品的溶解吸取15ml的銅乙二胺溶液于瓶中，并排除全部殘留空氣。再次塞好瓶塞，不斷搖蕩至試樣完全溶解，將溶解瓶浸入恒溫水浴中至溫度達(25±0. 1)°C。(6)流出時間的測定將一份試樣溶液置入粘度計中，讓溶液流出，用秒表計時。最少進兩次測定，兩次測定的結(jié)果之差應(yīng)不超過±2.5%。取其平均值進行計算。粘度比計算粘度比(n/ n。)按公式(7)進行計算。n/n0 = hXt(7)式中
h-校準時測得的測定用粘度計常數(shù)，0. 08552，單位為每秒(s—1)，t-試樣溶液的流出時間，測定結(jié)果平均值為171. 94，單位為每秒(s).(7)特性粘度值計算通過粘度比(n / nQ)值可在GB/T 1548-2004附錄表2或表3中查出[n] C值(表2或表3由馬丁方程式計算而得)，由絕干樣品質(zhì)量和溶液體積，可計算出漿濃C，[ n ] c被c除即可得到特性粘度值[n ]，單位ml/g。最后測定樣品的粘度為1180ml/g。
權(quán)利要求
1.一種快速測定紙漿粘度的方法，其特征在于 (1)試樣的制備取具有代表性的漿樣，在濕漿解離器中加水分散成纖維狀，不應(yīng)有漿塊或纖維束，然后用蓋有潔凈白布的銅網(wǎng)，在手抄紙器上抄成定量為40g/m2的漿片，不必擠壓，連同干布一起風(fēng)干，最后衆(zhòng)片自白布上取下，撕成5mmX5mm的小塊,置于干燥、潔凈的玻璃瓶中，用篩子塞緊，放置過夜，使水分達到平衡； (2)試樣的稱量根據(jù)漿的不同粘度，稱取一定試樣，稱準至0.5mg，將試樣置于溶解瓶中，另取漿樣按照GB/T741測定試樣的水分； (3)試樣溶液的制備用移液管吸取25ml(或15ml)蒸餾水注入溶解瓶中，同時加人2塊至3塊紫銅片，塞緊瓶塞子，劇烈搖蕩溶解瓶至試樣完全分散； (4)銅乙二胺的制備銅乙二胺采用氫氧化銅和乙二胺在冰浴中混合而成，其制作步驟為1)稱取一定質(zhì)量的氫氧化銅放入容器中，加入蒸餾水1-1000倍，放置使氫氧化銅沉降；2)待氫氧化銅沉降完畢后，采用傾斜法洗滌沉淀1-30次；3)洗滌完成后保留糊狀沉淀，將糊狀沉淀在冰浴中冷卻至20°C以下，最好在10°C以下；4)在劇烈攪拌下向糊狀沉淀中加入一定量乙二胺溶液，使混合液中乙二胺與氫氧化銅的摩爾比為0. 5-2. 5 1，并記錄加入乙二胺的體積；5)然后用蒸餾水稀釋混合液，稀釋后的混合液的最終體積為加入的乙二胺溶液的體積2-10倍；6)將配置好的溶液放置在棕色帶塞瓶中1-5天后，用虹吸法或用濾器過濾，將過濾液量好體積，置于棕色瓶中，并標定，調(diào)整； (5)樣品的溶解吸取25ml(或15ml)的銅乙二胺溶液于瓶中，并排除全部殘留空氣，再次塞好瓶塞，不斷搖蕩至試樣完全溶解，將溶解瓶浸入恒溫水浴中至溫度達25±0. I0C ； (6)流出時間的測定將一份試樣溶液置入北歐標準粘度計中，讓溶液流出，用秒表計時，最少進行兩次測定，兩次測定的結(jié)果之差應(yīng)不超過±2. 5%，取其平均值進行計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于配置好的溶液放置在棕色帶塞瓶中I天后，即可進行標定，以備用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，將配置好的溶液放置在棕色帶塞瓶中1-5天后采用虹吸法或用濾器過濾，將過濾液量好體積，置于棕色瓶中，以備標定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在洗滌完成后保留糊狀沉淀，將糊狀沉淀在冰浴中冷卻至10°C以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速測定紙漿粘度的方法，尤其是涉及一種采用快速方法制備銅乙二胺來測定紙漿粘度的方法。本發(fā)明中的銅乙二胺采用一種快速制備銅乙二胺的方法，改進了硫酸銅制備銅乙二胺的過程，因此相對于原有技術(shù)縮短了制備周期，同時本發(fā)明顯著減少了銅乙二胺在制備過程的相關(guān)影響因素，使銅乙二胺的制備成功率大幅度提高，從而使測定紙漿粘度的效率也因此大幅提高。
文檔編號G01N11/06GK102967535SQ201110258988
公開日2013年3月13日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者呂衛(wèi)軍, 陳彬 申請人:中國制漿造紙研究院