 |
|
Технічної целюлози.
Ступінь полімеризації - це число ланок у макромолекулі. Ступінь полімеризації дорівнює молекулярній масі всієї макромолекули, поділеній на
молекулярну масу однієї ланки:
СП=М/162
Ступінь полімеризації (СП) визначає довжину лінійної макромолекули целюлози, а отже, і ті властивості, що залежать від розміру макромолекули
Довжина молекули визначає значною мірою механічні властивості целюлози і виробів, які з неї роблять - міцність на розрив, опір багаторазовому вигинові, еластичність і ін. Від довжини молекули залежать розчинність целюлози і властивості її розчинів, головним чином в'язкість.
Будь який зразок целюлози складається з макромолекул різної довжини, тобто є полідисперсним. Тому, коли мова йде про ступінь полімеризації або про молекулярну вагу целюлози, завжди мається на увазі середні значення ступеня полімеризації і молекулярної ваги.
Для визначення СП розроблено багато різних способів хімічних і фізико-хімічних. Найбільш розповсюдженим є метод, заснований на визначенні в'язкості розведених мідно-аміачних розчинів целюлози (ДСТ 9105-74).
Для визначення СП застосовують набагато більш розведені мідно-аміачні розчини целюлози (0,1 - 0,07 %) , чим для визначення її в'язкості, а, отже, і більш тонкий капіляр віскозиметра (0,5 мм).
Техніка визначення
З приготовленого для визначення в'язкості 1% - ного мідно -аміачного розчину целюлози відбирають піпеткою 10 мл, переносять у мірну колбу на 100 мл і доводять до мітки чистим мідно-аміачним розчином. Після ретельного збовтування одержують 0,1% розчин целюлози. Цей розчин наливають у склянку, встановлюють її під віскозиметричною піпеткою так, щоб кінець піпетки був занурений у розчин на 1-1,5 см і засмоктують грушою випробуваний розчин до половини верхньої кульки віскози метричної піпетки. Витримують у термостаті при температурі 20 ± 0,2 °С на протязі 5 хв, після чого заміряють секундоміром час витікання розчину t1 між мітками точно так, як при визначенні в'язкості. Проводять 2-3 паралельні визначення.
У такий же спосіб визначають час витікання t0 чистого розчинника, попередньо промивши ним віскозиметр.
На підставі отриманих даних обчислюють величину питомої в'язкості, що характеризує підвищення в'язкості розчину стосовно в'язкості розчинника, за формулою:
Потім розраховують характеристичну в'язкість за формулою:
[𝛈] = 
де: С - концентрація целюлози в розчині, г/л;
К - константа, яка дорівнює для мідно-аміачних розчинів целюлози 0,29.
Середній ступінь полімеризації обчислюють за формулою:
СП= 
де: Км – в’язкостно-молекулярная константа, яка дорівнює для мідно-аміачних розчинів 5*10-4. .
За остаточний результат іспиту приймають середнє арифметичне значень паралельних визначень, округлених до десяти. Розбіжності, що допускаються, між результатами паралельних визначень не повинні перевищувати 4% середнього арифметичного значення.
Отримане значення СП порівнюють за таблицями 2 і 3.
Приклад визначення СП по таблицях 2 і 3.
а)Якщо час витікання чистого мідно-аміачного розчину(розчинника) t0 =81 сек., а час витікання мідно-аміачного розчину целюлози концентрацією 0,1%
t1 = 116,4 сек., то
𝛈у = 
У таблиці 1 приведені величини 𝛈у від 0,30 до 1,10 з похибкою не більш 0,01. При 𝛈у = 0,437 показник СП знаходиться в межах 765-780. Різниця цих показників дорівнює 15 од.
Спочатку по таблиці 2 знаходять значення СП при 𝛈у = 0,43, рівне 765, а потім по різниці 15 за таблицею 3 знаходять додаткове значення для третього знака 0,007, яке дорівнює 10,5 од.
Підсумовуючи знайдені величини, одержують остаточне значення:
СП= 765+10,5=775,5
б) при концентрації розчинів менше або більше 0,1%.
Розрахунки роблять згідно табл. 2 і 3 для заданної концентрації розчину.
Якщо концентрація розчину, наприклад 0,075% (0,75 г/л) 𝛈у = 0,437, то СП целюлози з урахуванням поправки на концентрацію буде:
СП = 775,5/0,75= 1034
Якщо при концентрації розчину, наприклад 0,15%(1,5 г/л) 𝛈у = 0,521,
то СП, знайдена за табл. 2 і 3 дорівнює:
904+1,5=905,5
Тоді СП= 905,5/1,5=603,6
Таблиця 2
Перерахунок 𝛈у у показник СП при с = 0,1%
| 𝛈у | СП | 𝛈у | СП | 𝛈у | СП |
| 0,30 | 0,57 | 0,84 | |||
| 0,31 | 0,58 | 0,85 | |||
| 0,32 | 0,59 | 0,86 | |||
| 0,33 | 0,6 | 0,87 | |||
| 0,34 | 0,61 | 0,88 | |||
| 0,35 | 0,62 | 0,89 | |||
| 0,36 | 0,63 | 0,9 | |||
| 0,37 | 0,64 | 0,91 | |||
| 0,38 | 0,65 | 0,92 | |||
| 0,39 | 0,66 | 0,93 | |||
| 0,40 | 0,67 | 0,94 | |||
| 0,41 | 0,68 | 0,95 | |||
| 0,42 | 0,69 | 0,96 | |||
| 0,43 | 0,7 | 0,97 | |||
| 0,44 | 0,71 | 0,98 | |||
| 0,45 | 0,72 | 0,99 | |||
| 0,46 | 0,73 | 1,00 | |||
| 0,47 | 0,74 | 1,01 | |||
| 0,48 | 0,75 | 1,02 | |||
| 0,49 | 0,76 | 1,03 | |||
| 0,5 | 0,77 | 1,04 | |||
| 0,51 | 0,78 | 1,05 | |||
| 0,52 | 0,79 | 1,06 | |||
| 0,53 | 0,8 | 1,07 | |||
| 0,54 | 0,81 | 1,08 | |||
| 0,55 | 0,82 | 1,09 | |||
| 0,56 | 0,83 | 1,1 |
Таблица 3
Інтерполяційна поправка СП у залежності від третього знаку 𝛈у
| Тисячні долі | Різниця СП | |||||
| 0,001 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 |
| 0,002 | 3,4 | 3,2 | 3,0 | 2,8 | 2,6 | 2,4 |
| 0,003 | 5,1 | 4,8 | 4,5 | 4,2 | 3,9 | 3,6 |
| 0,004 | 6,8 | 6,4 | 6,0 | 5,6 | 5,2 | 4,8 |
| 0,005 | 8,5 | 8,0 | 7,5 | 7,0 | 6,5 | 6,0 |
| 0,006 | 10,2 | 9,6 | 9,0 | 8,4 | 7,8 | 7,2 |
| 0,007 | 11,9 | 11,2 | 10,5 | 9,8 | 9,1 | 8,4 |
| 0,008 | 13,6 | 12,8 | 12,0 | 11,2 | 10,4 | 9,6 |
| 0,009 | 15,3 | 14,4 | 13,5 | 12,6 | 11,7 | 10,7 |