木素是植物纤维原料的另一种主要的成分,其原料随原料的不同而波动在10~35%范围,一般木材原料含量较多,非木材原原料含量较少。
造纸厂对纤维原料的蒸煮,主要使用化学试剂脱除原料中的木素,使原料变得松弛,从而使纤维解离出来而成纸浆。而化学药品的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,制定合理的工艺条件,保证制浆质量有重要的意义。
对木素的分析,目前国内外系采用硫酸法,它具有精密度高,再现性好,易于操作的优点。但其测定时间太长,而且少量的木素溶于酸溶液中,使结果偏低。为此多年来造纸分析工作者们在探讨一种快速而准确的测定方法。近代发展起来的有紫外光谱法,正是这种努力的结果,目前这种方法已经在科研上用于原料(或纸浆)的木素测定,下面介绍之。
72%硫酸法测木素
测定原理是基于用浓度为72%的硫酸水解无苯—醇抽提物试料,使其中的非木素成分经与硫酸作用而被溶解,剩下的残渣即为木素。这种方法首先是经由克拉逊(Klason)提出,因此所得的木素又成为克拉逊木素,一般认为,这一方法能得到较满意的结果,因此多被采用。
1 试剂
72±0.1%硫酸溶液的配制:
徐徐倾665毫升硫酸(比重1。84)于300毫升蒸馏水中冷却后,加水稀释至1000毫
0
升,充分摇匀。调节温度为20C,倾此溶液于量筒中,测定其比重是否为1.6338。若不是此数,则应加酸或蒸馏水调至所规定的比重。
2 测定
精确称取1克(称准至0.0001克)试料,用定性滤纸包好,用线扎住,放入索氏抽提器中用苯醇混合液在沸水中抽提6小时(同时另取试料测定水分)。然后将试料取出风干。
解开滤纸包,将风干试料小心移入250毫升具有磨口玻璃赛的锥形瓶(或具有玻璃塞
0
的称量瓶中)中,加入15毫升预先调节温度为12~15C的72%的硫酸,摇荡一分钟,使试
0
料完全被酸所浸渍,然后将其置于18~20C的水浴槽中并在此温度下保持一定时间(木材保温2小时,非木材保温2.5小时),在保温过程中,要不时加以摇荡。
到规定时间后,将试料用蒸馏水洗至1升的锥形瓶中,并稀释酸的浓度为3%,所加蒸馏水,包括冲洗水在内,总计为560毫升。
在锥形瓶上装上回流冷凝器,煮沸四小时(或不加冷凝器,通过不断补充热水的方法保持酸液体积不变),加热完毕,静置,使不溶物沉淀下来,然后预先恒重过的1G3或1G4玻璃滤器中过滤,再用热蒸馏水洗涤残渣,直至洗液无酸性为止,(洗液用10%的氯化钡液试之不显混浊)吸干滤液,取出滤器,并用蒸馏水洗净滤器外部,将滤器及残渣至入烘箱,
0
在105±3C下烘干至恒重,即得木素。或者用较紧密的滤纸过滤木素残渣,用热的蒸馏水洗至滤液用10%氧化钡溶液试之不显浑浊,并用 PH试纸检查滤纸边缘不呈酸性为止。然后
0
将滤纸连同残渣一同移入称量瓶中,在烘箱内于105±3C下烘干至恒重,即得木素,所用滤纸应预先用2%的硫酸溶液洗涤3~4次,再用热蒸馏水洗涤至不显酸性,然后烘干至恒重备用。
若为草类原料,尚需测定木素中所含的灰分,为此,可将烘干至恒重后的带有残渣的
0
滤器置入一较大的瓷坩埚中,一并移入高温炉内,徐徐升温,在不超过575±25C的温度下灼烧,至残渣全部灰化并达恒重为止。而且这之前,应先将空的玻璃滤器放入一较大的瓷坩
埚中,于高温炉内在同样的温度下灼烧至恒重。记录此两个恒重数字。(若用滤纸过滤残渣时,可将烘干恒重后的带有残渣的滤纸移入已恒重的瓷坩埚中,先于较低的温度下灼烧至滤
0
纸全部碳化,再置入高温炉中,在不超过575±25C的温度不灼烧至灰渣全部灰化并达恒重为止)。
3 结果计算
3.1木材原料木素含量%=
G1
×100 G
G1−G2
×100 G
3.2草类原料木素含量%=
式中: G--绝干试料重(克) G1--烘干后木素残渣重(克) G2--灼烧后灰渣重(克)
同时做两份测定,取其算术平均值作为测定结果。数字取至小数点后第二位。两份计算值间的误差不超过0.20%。
4 注意事项:
4.1 用72%硫酸处理试料时,必须严格控制水解温度、浓度和时间,否则会产生较大的误差。特别是对半纤维素含量较高的木材原料更应注意。
4.2 2用3%的硫酸处理试料时,刚要沸腾时溶液易冲出,因此沸腾刚开始时不要加冷凝器,到几分钟后再加冷凝器。
4.3 木素残渣过滤较困难,过滤之前一定要澄清好,先过滤澄清液,后转移残渣,洗涤要用热水。
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容