铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定纤维素聚合度结果的影响

薛　玉，董正祥，张晓煜，张东光

（潍坊恒联玻璃纸有限公司，山东 潍坊　261000）

铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定纤维素聚合度结果的影响

薛玉，董正祥，张晓煜，张东光

（潍坊恒联玻璃纸有限公司，山东 潍坊261000）

铜氨溶液和铜乙二胺溶液都可将纤维素溶解，通过测定纤维素-铜氨溶液的黏度可得到纤维素的聚合度。该文通过分析、探讨上述2种溶液体系分别测定不同种类的纤维素聚合度表明，与铜氨溶液相比，铜乙二胺溶液测定纤维素的聚合度更高。

纤维素；聚合度；铜氨溶液；铜乙二胺

纤维素的黏度主要用以测定纤维素分子链的长度。纤维素的分子式为（C6H10O5）n，n是葡萄糖基的数目，也就是聚合度（DP）。纤维素的平均聚合度是浆料中纤维素分子链的平均长度的反映。天然纤维素的平均聚合度以棉麻、木材较高，约为10 000左右；草类纤维素平均聚合度稍低。化学纸浆的平均聚合度为1 000左右。

现阶段常用的测定纤维素黏度溶剂为铜氨类溶液。Schweizer最早发现了用氢氧化铜和氨水配制的蓝色溶液［Cu（NH3）4（OH）2］。该络合物可以溶解纤维素，而且溶解能力很强。除了铜氨溶液外，部分过渡金属的乙二胺溶液也可以用于纤维素的溶解，二者溶解原理一致。刘仁庆等认为其溶解机理是形成纤维素醇化物或者是分子化合物。纤维素中能与铜氨溶液或铜乙二胺溶液起反应的是2、3位碳原子上的羟基。纤维素与铜氨溶液或铜乙二胺溶液发生反应形成铜氨配位离子或铜二胺配位离子。

本文主要研究了铜氨溶液和铜乙二胺溶液对测定纤维素聚合度结果的影响。

1　试验

1.1原料

杨木片，取自潍坊恒联浆纸有限公司，粉碎后取通过40目但不能通过60目的细末；棉浆粕，取自潍坊恒联浆纸有限公司，撕碎待用；阔叶木浆粕，取自潍坊恒联铜版纸有限公司，撕碎待用；进口木浆粕，取自潍坊恒联玻璃纸有限公司，撕碎待用；30 g/m2的再生纤维素膜，取自潍坊恒联玻璃纸公司，剪碎待用；铜氨溶液，潍坊恒联玻璃纸有限公司自制；铜乙二胺溶液，潍坊恒联玻璃纸有限公司，按GB/T 1548—2004自制。

1.2方法

铜氨溶液法：准确称取0.036 g的试样（精确至0.000 1 g）于试样溶解瓶中（同时另称取浆样测定水分）。加入15 g铜丝，用移液管吸取30 mL铜氨溶液注入瓶中，并将全部留存气体排出，反复剧烈振荡10 min，放置于温度20℃的恒温水浴箱中20 min，倒出溶液于测定用乌氏黏度计中，测定流出时间；用秒表计时，平行测定5～8次，取平均值，计算相对黏度（同时做空白样）。通过经验公式计算出纤维素聚合度。

铜乙二胺法：准确称取0.15 g的试样（精确至0.000 5 g）于试样溶解瓶中（同时另称取浆样测定水分）。加入玻璃珠，用移液管吸取15 mL蒸馏水注入瓶中，塞紧瓶塞。剧烈摇晃至试样分散后，再吸取15 mL铜乙二胺溶液于瓶中，并将全部留存气体排出，反复剧烈振荡至试样完全溶解，调整溶液温度至25℃（放置恒温水浴中5～15 min），倒出溶液于测定用黏度计中，恒温5 min，测定温度（25±0.1）℃时的流出时间；用秒表计时，平行测定3～5次，取平均值计算相对黏度。通过经验公式计算出纤维素聚合度。

2　结果和讨论

2.1铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定原料聚

合度结果的影响

图1显示了2种溶液对测定原料聚合度结果的影响。

图1　2种溶液对测定原料聚合度结果的影响

从图1可以看出，铜氨溶液测定木材原料的聚合度与实际值比有10.67%的偏差，铜乙二胺溶液测定原料的聚合度与实际值偏差了2.00%。

2.2铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定棉浆粕聚合度结果的影响

图2显示了2种溶液对测定棉浆粕聚合度结果的影响。

图2　2种溶液对测定棉浆粕聚合度结果的影响

从图2可以看出，铜氨溶液测定棉浆粕的聚合度与实际值比有7.29%的偏差，铜乙二胺溶液测定棉浆粕的聚合度与实际值偏差了2.08%。

2.3铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定阔叶木浆粕聚合度结果的影响

图3显示了2种溶液对测定阔叶木浆粕聚合度结果的影响。

图3　2种溶液对测定阔叶木浆粕聚合度结果的影响

从图3可以看出，铜氨溶液测定阔叶木浆粕的聚合度与实际值比有6.15%的偏差，铜乙二胺溶液测定阔叶木浆粕的聚合度与实际值偏差了0.31%。

2.4铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定进口木浆粕聚合度结果的影响

图4显示了2种溶液对测定进口木浆粕聚合度结果的影响。

图4　2种溶液对测定进口木浆粕聚合度结果的影响

从图4可以看出，铜氨溶液测定进口木浆粕的聚合度与实际值比有17.00%的偏差，铜乙二胺溶液测定进口木浆粕的聚合度与实际值偏差了3.00%。

2.5铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定再生纤维素膜聚合度结果的影响

图5显示了2种溶液对测定再生纤维素膜聚合度结果的影响。

从图5可以看出，铜氨溶液测定再生纤维素膜的聚合度与实际值比有13.33%的偏差，铜乙二胺溶液测定再生纤维素膜的聚合度与实际值偏差了1.33%。

3　结论

图5　2种溶液对测定再生纤维素膜聚合度结果的影响

（1）纤维素的聚合度越大，铜氨溶液测定出的聚合度数值偏差越大。

（2）铜乙二胺测定纤维素材料的聚合度时，纤维素聚合度的大小对结果的影响基本相同，结果偏差保持在3%以内。

（3）采用铜乙二胺法测定纤维素聚合度的准确度更高。

The Impact on the Determination of Degree of Polymerization of the Cellulose Results Copper Ammonia Solution Method and Copper Ethylene Diamine Solution Method

XUE Yu，DONG Zheng-xiang，ZHANG Xiao-yu，ZHANG Dong-guang
（Henglian Cellophane Co.，Ltd.，Weifang 261000，China）

Cellulose can be dissolved with copper ammonia solution and copper ethylene diamine solution，We obtained the degree of polymerization of cellulose by measuring the cellulose-copper ammonia solution viscosity.By analyzing discussed the two solutions system were measured degree of polymerization of the cellulose of different kinds，Compared with copper ammonia solution，A higher degree of polymerization of the cellulose copper ethylene diamine solution measurement.

cellulose；the degree of polymerization；copper ammonia solution；copper diamine

TS77

A

1007-2225（2015）04-0029-03

薛玉女士（1987-），工程师，硕士研究生；负责玻璃纸绿纤项目的工艺和试验；E-mail：xxyy0707@ 163.com。

2015-07-09（修回）

本文文献格式：薛玉，董正祥，张晓煜，等．铜氨溶液法和铜乙二胺溶液法对测定纤维素聚合度结果的影响［J］．造纸化学品，2015，27（4）∶29-31．