Хлопковая целлюлоза
..pdfможет влиять на качество хлопковой целлюлозы. Для определения содержания железа приготовляют раствор железа, содержащий 0,01 мг железа в 1 л. В мерные колбы емкостью 50 мл вносят свеже приготовленный раствор железа в количествах, соответствующих 0,005; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05 мг железа. Одновременно в мерной колбе готовят контрольный раствор, не содержащий железа.
В каждую колбу прибавляют 25 мл воды, 1 мл раствора соляной кислоты, 2 мл раствора сульфосалициловой кислоты, перемешивают, прибавляют 5 мл раствора аммиака, доводят объем раствора водой до метки и вновь перемешивают.
Через 10 мин измеряют величину оптической плотности стандарт ных растворов по отношению к контрольному раствору в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 50 мм с помощью синего свето
фильтра.
По полученным данным строят калибровочный график, отклады вая по оси абсцисс содержание железа в миллиграммах, а по оси ординат — соответствующие им величины оптической плотности.
Отбирают пипеткой 5 мл раствора В для анализа едкого натра марок ТР и РР, или 2 мл приготовленного раствора для анализа едкого натра марок ТД-1 и РХ-2, или 10 мл приготовленного раст вора для анализа продукта других марок, переносят в мерную кол бу емкостью 50 мл, приливают 20 мл воды, осторожно нейтрализуют по лакмусовой бумажке раствором соляной кислоты, прибавляют сверх нормы еще 1 мл той же кислоты, 2 мл раствора сульфосали циловой кислоты, перемешивают, прибавляют 5 мл раствора аммиа ка и доводят объем раствора водой до метки 50 мл.
Через 10 мин измеряют величину оптической плотности анали зируемого раствора так, как указывалось выше.
По полученной величине оптической плотности, пользуясь калиб ровочным графиком, находят содержание железа в анализируемом
растворе.
Содержание железа в пересчете на окисное железо в едком нат ре Х2и Хз (в процентах) вычисляют по формулам:
а» 100
Ы000•1,43,
Уа»100-100 « до
Лз“ у. ЫООО ' 1,ад»
где а — количество железа, найденное по калибровочному графи ку, мг;
1 — количество едкого натра, содержащееся в 5 мл раствора
в, Г,
1,43 — коэффициент пересчета железа на окисное железо; V— объем раствора, взятый для анализа, мл.
Определение содержания углекислого натра. В коническую кол бу пипеткой вносят 10 мл раствора В, 15 мл раствора хлористого бария, 2—3 капли фенолфталеина и через 3 мин пробу титруют 1 н. раствором соляной кислоты до обесцвечивания.
В параллельной пробе ведут титрование в таких же условиях, но прибавляют 1 н. раствора соляной кислоты на 1 мл меньше, чем при первом титровании. Затем дотитровывают пробу 0,1 н. раство ром соляной кислоты до обесцвечивания, прибавляют 2—3 капли метилового оранжевого, отмечают уровень кислоты в бюретке с 0,1 н. раствором соляной кислоты и титруют до перехода окраски раствора в слабо-розовый цвет. Отмечают объем кислоты, израсхо дованной на титрование по метиловому оранжевому.
Содержание углекислого натрия (Х4) (в процентах) вычисляют по формуле
v |
7*0,0053 «100 |
* |
Л 4— |
2 |
где V — объем точно 0,1 н. раствора соляной кислоты, израсходо ванной на титрование по метиловому оранжевому, мл;
0,0053 — количество углекислого натрия, |
соответствующее 1 мл |
точно 0,1 н. раствора соляной кислоты, г; |
|
2 — количество едкого натра, содержащееся в 10 мл раствора |
|
В, г. |
|
Канифоль анализируют на количество |
неомыляемых веществ |
и кислотное число. |
|
Для определения содержания неомыляемых веществ 5 г измель ченной канифоли взвешивают с точностью до 0,001 г в конической колбе емкостью 100 мл добавляют 25 мл спиртового 2 н. раствора едкого калия.
К колбе с раствором канифоли присоединяют обратный холодиль ник и кипятят раствор на водяной бане в течение 30 мин, после чего через трубку холодильника доливают 20 мл дистиллированной воды и снова нагревают раствор на водяной бане в течение 15 мин.
Охлажденную смесь переносят в делительную воронку емкостью 50 мл, колбу споласкивают 20 мл 50%-ного этилового спирта и за тем 20 мл бензина. В ту же делительную воронку наливают 250 мл бензина и тщательно взбалтывают содержимое в течение 3 мин.
После отстаивания нижний щелочной слой сливают в колбу, а бензиновый раствор неомыляемых веществ промывают два раза по 50 мл 50%-ным этиловым спиртом, который каждый раз тщательно отделяют от верхнего бензинового слоя.
После этого бензиновый раствор неомыляемых веществ сливают в сухую взвешенную с точностью до 0,001 г колбу емкостью 300 мл, делительную воронку споласкивают 20 мл бензина, который слива ют в ту же колбу, присоединяя к основному бензиновому раствору.
Бензин отгоняют на песчаной бане. В колбу добавляют 1—-2 мл 95%-ного этилового спирта и сушат в течение 1,5 ч в сушильном шкафу при температуре ПО—115° С, после чег0 колбу охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,001 г.
Операцию повторяют до тех пор, пока уменьшение массы не бу дет равно или меньше 3 мг,
Содержание неомыляемых веществ |
(в процентах) вычисляют |
|
по формуле |
|
|
v |
<3,-100 |
|
Л « - |
а— • |
|
где G, — навеска канифоли, г;
G — масса неомыляемых веществ, г.
Для определения кислотного числа около 2 г крупно измельчен ной канифоли взвешивают с точностью до 0,0002 г и растворяют в 50 мл этилового спирта при кипении на водяной бане в колбе с об ратным холодильником.
После охлаждения раствор титруют спиртовым раствором едко го калия или едкого натра в присутствии фенолфталеина до неис чезающего розового окрашивания.
Кислотное число (в миллиграммах) едкого калия на 1 г канифо ли вычисляют по формуле
г, 28,05-V
К~ G »
где 28,05 — количество едкого калия, содержащегося в 1 мл точно 0,5 н. спиртового раствора едкого калия, мг;
V — объем точно 0,5 н. спиртового раствора едкого калия или едкого натра, пошедшего на титрование, мл;
G — навеска канифоли, г.
Моющие средства «Неол» и «Прогресс» анализируют на содер жание растворенного поверхностно-активного вещества, раствори мых несульфатированных углеводородов, растворенного сульфата натрия, изопропилового спирта и pH.
2. Пофазный контроль
Качественные показатели отдельных партий хлопкового линта значительно отличаются друг от друга и в определенной степени зависят от почвенных характеристик полей, на которых произрас тал хлопок, сорта семян, технической оснащенности линтерных це хов хлопкозаводов и других факторов. В связи с этим при произ водстве хлопковой целлюлозы требуется систематическая коррек тировка режимов, для чего необходим повседневный контроль на всех фазах технологического процесса. В связи с этим в специали зированных цехах хлопковой целлюлозы установлен следующий пофазный контроль производства:
1.Раствор оборотной щелочи — пробы отбирают пробоотборни ком из трех мест по высоте дозировочного бака, анализ производят на определение содержания едкого натра.
2.Рабочий раствор щелочи — пробы отбирают пробоотборником после перемешивания раствора в течение 15—20 мин; анализ произ водят на определение содержания едкого натра.
3. Бученая Целлюлоза — пробу отбирают из трех мест сцежи, от каждой частной партии; анализ производят на определение вяз кости.
4. Щелочной раствор — пробу отбирают из бака для приготов ления гипохлорита перед каждым насыщением; анализ производят на определение содержания едкого натра.
5.Раствор гипохлорита — пробу отбирают из бака для приго товления гипохлорита, периодически при насыщении, анализ про изводят на определение содержания едкого натра.
6.Раствор гипохлорита — пробу отбирают из бака для приго товления гипохлорита, после окончания насыщения; анализ произ водят на содержание активного хлора и определение остаточной щелочности.
7.Раствор гипохлорита — пробу отбирают из отбельного чана через 45 мин после начала отбелки; анализ производят на содержа
ние активного хлора.
8.Раствор гипохлорита — пробу отбирают из бака оборотного гипохлорита; анализ производят на содержание активного хлора.
9.Промывная вода — пробу отбирают периодически из отбель ного чана и сцежи; анализ производят на содержание кислоты, ед кого натра и хлора.
10.Раствор кислоты — пробу отбирают из отбельного чана в процессе кисловки; анализ производят на содержание кислоты.
И. Беленая целлюлоза — пробу отбирают из отбельного чана
впроцессе отбелки; анализ производят на определение вязкости.
12.Беленая целлюлоза — пробу отбирают из отбельного чана после промывки; анализ производят на определение вязкости.
13.Беленая целлюлоза — пробу отбирают периодически из сме сителя общих партий перед обезвоживанием, анализ производят на наличие хлора, нейтральность и определение вязкости.
14. |
Хлопковая целлюлоза — пробу отбирают |
с водоотжимного |
агрегата; анализ производят на определение |
остаточной влаж |
|
ности. |
|
|
15. Вода технологическая — пробу отбирают из трубопровода в цехе водоснабжения и в цехе хлопковой целлюлозы; анализ произ водят 2 раза в месяц (полный анализ) и 1 раз в смену (конт рольный).
Помимо перечисленных пофазных анализов, на отдельных участ ках технологического процесса, в зависимости от установленного оборудования и утвержденного технологического регламента, мо жет осуществляться дополнительный контроль. В качестве приме ра приводим принятый контроль на одном из предприятий, наибо лее оснащенном соответствующими приборами, где проверяются:
уровень крепкого жидкого едкого натра в хранилищах с по мощью поплавкового уровнемера, а также температура щелочи в них с помощью термометра сопротивления и логометра — постоянно; уровень хлора в танках или цистернах с помощью радиоизотоп
ного уровнемера — постоянно; давление воздуха в сети с помощью манометра — периодически;
уровень раствора гипохлорита в промежуточной емкости с по мощью электронного измерителя уровня — постоянно;
уровень рабочего раствора щелочи в емкости для приготовле ния раствора гипохлорита с помощью электронного индикатора уровня — периодически;
концентрация хлора в воздухе помещения, где установлены танки или цистерны, с помощью электронного потенциометра — периодически;
давление хлора в хранилищах с помощью автоматической элек тронной самопишущей дифференциальной системы с прибором АСД — периодически;
температура воздуха в воздухоподогревателе с помощью термо метра сопротивления и вторичного прибора MGP-1-01 — постоянно;
температура воздуха после его подогревания и сушки с помощью автоматического электронного самопишущего моста с позиционным регулятором — постоянно;
концентрация газа пропан-бутана в испарителе с помощью авто матического электронного потенциометра — постоянно;
давление газа в газопроводе до распределительного устройства с помощью электронного прибора дифференциальной системы — постоянно;
давление воды в трубопроводе с помощью электронного прибора дифференциальной системы — постоянно;
температура в испарителе с помощью автоматического электрон ного самопишущего моста ACM — постоянно;
расход пара с помощью электронного дифференциального при бора типа ЭПИД-02 — постоянно;
давление пара с помощью электронного дифференциального при бора типа ЭПИД-14 — постоянно;
давление в варочных котлах с помощью автоматической элек тронной самопишущей дифференциальной системы с прибором АСД — постоянно;
температура смеси линта со щелочью в варочных котлах с по мощью электронного печатающего и показывающего многоточечно го моста типа ЭМР-209М — постоянно;
температура массы в отбельных чанах с помощью логометра ЛПР-53 — постоянно;
температура бученой массы в сцежах с помощью автоматиче ского электронного печатающего и показывающего многоточечно го моста типа ЭМП-209М — постоянно;
температура щелочи в дозировочных баках с помощью логомет ра ЛПР — постоянно;
температура горячей воды по выходе из бойлера в отбельном отделении с помощью автоматического электронного самопишуще го и показывающего моста типа ЭМП — постоянно;
температура в отбельных чанах с помощью автоматического электронного, печатающего и показывающего многоточечного мос та ЭМП-209М — постоянно;
уровень кислоты и гипохлорита в мерниках, уровень кислоты в хранилище и уровень горячей воды в баке с помощью электронных измерителей уровня ЭПУ-I ВМ — постоянно;
температура горячей воды в баке с помощью термометра сопро тивления ТСП-8, вторичного прибора ЭМП-209 и логометра ЛПР-53 — постоянно;
температура выходящих газов в газоходах от печей с помощью автоматического электронного показывающего и самопишущего моста КСМ-3 — постоянно;
температура в печах и температура факела в печах с помощью электронных потенциометров типа КСР — постоянно;
разряжение в печах с помощью автоматической электронной самопишущей дифференциальной системы с прибором АСД — по стоянно;
давление газа в магистрали печей с помощью электронного диф ференциального прибора типа ЭПИД-03 — постоянно;
температура в рюмках высушенной массы с помощью логометра ЛПР-53М, а также автоматического электронного моста типа ЭМД-212 — постоянно;
разряжение на сушке в каждой из систем с помощью электрон ного дифференциального прибора — постоянно;
давление газа в резервуаре и газопроводе с помощью маномет ра — периодически;
количество расходуемой холодной и горячей воды с помощью электронных дифференциальных приборов ЭПИД-04 — постоянно.
3. Хлопковая целлюлоза
Согласно действующему ГОСТ 595—73 [8], хлопковую целлю лозу анализируют на вязкость, влажность, содержание альфа-цел люлозы, смачиваемость, содержание остатка, нерастворимого в сер ной кислоте, содержание золы, цвет и внешний вид.
Помимо того, в отдельных случаях пользуются анализами для определения содержания жиров, хлора, короткого волокна, проз рачности целлюлозных растворов, медного числа, однородности, растворимости в щелочи.
Отбор средней пробы. Среднюю пробу отбирают от 10% кип партии хлопковой целлюлозы, независимо от ее размеров, но не менее чем от 6 кип при малых партиях. Среднюю пробу отбирают от кипы на расстоянии не менее 100 мм от любой ее поверхности.
Пробу, отобранную от кип, делят на две равные части и одну из них помещают в чистую сухую банку и закрывают пробкой, а другую — в бумажный пакет. В те же банку и пакет помещают пробы, взятые таким же способом из других кип.
Общая масса образца в каждой банке и каждом пакете должна быть около 300 г.
На каждую банку и пакет наклеивают этикетку с обозначением: завода-поставщика, номера партии; сорта и марки хлопковой цел люлозы; даты отбора пробы.
Банки и пакеты опломбируют или опечатывают; банку с образ цом передают в лабораторию для анализа, а пакет хранят на слу чай контрольных испытаний.
Для подготовки средней пробы к испытаниям образец хлопковой целлюлозы из банки быстро раскладывают на листе бумаги слоем толщиной не более 20 мм, быстро и тщательно перемеши вают, не допуская при этом отделения пыли и неволокнистых при месей.
Из подготовленной таким образом средней пробы отбирают око ло 20 г хлопковой целлюлозы для испытания на вязкость и влаж ность. Для выравнивания влажности, т. е. получения воздушно-су хой целлюлозы, оставшееся количество образца после взятия навес ки для определения вязкости и влажности помещают на лист бума
ги слоем 20—30 мм и выдерживают при комнатной |
температуре |
в течение 3—4 ч. |
|
Полученный образец воздушно-сухой целлюлозы |
помещают в |
стеклянную банку с притертой или резиновой пробкой, из которой в дальнейшем и берут пробы для всех остальных анализов (кроме проб на определение вязкости и влажности).
Определение содержания влаги. В высушенный и предваритель но взвешенный стаканчик пинцетом помещают навеску хлопковой целлюлозы массой около 5 г, с точностью до 0,0002 г.
Открытый стаканчик с целлюлозой и крышкой помещают в пред варительно нагретый сушильный шкаф (не ближе 25 мм от его
стенок) и сушат в течение |
30 мин при температуре 135±1°С или |
в течение 6 ч при 105±1°С. |
|
На металлическую полку сушильного шкафа перед нагреванием помещают картонную прокладку с отверстиями.
Ртутный резервуар термометра, с помощью которого контроли руют температуру внутри сушильного шкафа, должен находиться на одном уровне с краями стаканчика с целлюлозой.
По окончании сушки стаканчик с навеской, не вынимая из су шильного шкафа, закрывают крышкой, переносят в эксикатор, где охлаждают в течение 30—40 мин, после чего взвешивают.
Влажность целлюлозы (в процентах) вычисляют по формуле
ту /__ ( 6 ---Gj) • 100
w “ (G-G2) »
где G — масса сухого стаканчика с навеской целлюлозы до суш ки, г;
G1— масса стаканчика с целлюлозой после сушки, г; G2 — масса сухого стаканчика, г.
Производят два параллельных определения, из результатов ко торых выводят среднее, округляемое до десятых долей процента. Расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,5%.
П р и м е ч а н и е . Допускается сушка целлюлозы с помощью лампы инфра красного излучения.
Определение вязкости хлопковой целлюлозы. Одним из важней ших показателей, определяющих возможность химической перера ботки хлопковой целлюлозы для тех или иных целей, является вяз
кость ее раствора.
Определение вязкости целлюлозного раствора основано на за висимости вязкости растворов целлюлозы или ее производных от величины молекул, т. е. от длины цепей (главных валентностей) целлюлозы — чем длиннее цепи, тем больше вязкость целлюлозы.
Существует много методов, по которым целлюлозу для опреде ления вязкости превращают в раствор ксантогената, нитроклетчатку и т. п. и измеряют вязкость его раствора. Однако наиболее распро страненным в СССР методом, утвержденным Государственным ко митетом стандартов, является медно-аммиачный метод. Основные преимущества этого метода: 1) растворение целлюлозы в медно аммиачном растворе происходит без добавочного диспергирования (при условии удаления из растворов следов воздуха); 2) легкая вос производимость; 3) большая точность получаемых результатов.
Метод основан на измерении продолжительности (в секундах) истечения 1%-ного раствора целлюлозы в швейцеровом реактиве состава 1,3% меди, 15% аммиака, 0,7% едкого натра и 0,2% саха розы, при 20° С из специального вискозиметра
|
|
(рис. 38). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для каждого образца целлюлозы в зави |
|||||||
|
|
симости от ожидаемой |
вязкости |
подбирают |
|||||
|
|
вискозиметр |
с |
константой, |
обеспечивающей |
||||
|
|
вытекание 25 мл раствора в период времени |
|||||||
|
|
от 2 до 10 мин. |
|
|
|
|
|
||
|
|
Пригодность |
вискозиметров |
для различ |
|||||
|
|
ных |
интервалов вязкости |
определяют |
по |
||||
|
|
табл. |
63. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
63 |
|
|
|
|
Классы вискозиметров |
|
|
|||
|
|
Классы |
|
Вязкость |
Внутренний диаметр |
||||
|
|
|
капилляра вискози |
||||||
|
|
вискозиметров |
целлюлозы, сП |
||||||
|
|
|
метра, мм |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
2000—400 |
|
4.0 |
|
|
|
|
|
Б |
|
700—*100 |
|
3.5 |
|
|
|
|
|
В |
|
200—60 |
|
3.2 |
|
|
|
|
|
Г |
|
100—40 |
|
2.7 |
|
|
|
|
|
Д |
|
70—25 |
|
2.4 |
|
|
Рис. |
38. |
Вискози |
Е |
|
35—10 |
|
2,0 |
|
|
Ж |
|
15—4 |
|
|
1.5 |
|
|||
метр |
для |
опреде |
|
10 |
|
|
|||
ления вязкости цел |
3 |
|
Ниже |
|
1.0 |
|
люлозы
Подготовка целлюлозы к анализу. Часть средней пробы в коли честве около 1 г тщательно разрыхляют и удаляют из нее посторон ние примеси и плотные комочки. Образец помещают в термостат с температурой 130±5°С на 30 мин, после чего охлаждают в эксика торе над хлористым кальцием в течение 10—15 мин.
Для получения 1%-ного раствора берут с точностью до 0,005 г навеску целлюлозы, равную
где V— полная емкость вискозиметра, мл; 1— объем, мл, занимаемый шариками.
Растворение целлюлозы. В чистый сухой вискозиметр вводят 10— 12 металлических шариков диаметром 5—6 мм и затем взятую для данного вискозиметра навеску целлюлозы. На капиллярную трубку вискозиметра надевают шариковый зажим и присоединяют вискозиметр к склянке со швейцеровым реактивом, находящейся
Б2Э0
1о о!
Рис. 40. Схема устройства болталки для вискозиметров