3.5.4. Определение средней степени полимеризации целлюлозы по вязкости ее медно-аммиачного раствора

Метод основан на определении вязкости разбавленных медно- аммиачных растворов целлюлозы в присутствии металлической меди как восстановителя.

Методика анализа (в соответствии с ГОСТ 9105 — 74). Вязкость раствора измеряют на капиллярном вискозиметре типа ВПЖ-3 (см. рис. 3.6) с постоянной 0.03 мм²/с² при темпе-

ратуре (20±0,2)°C. Приготовление медно-аммиачного реактива, подготовка целлюлозы к анализу, измерение рабочего объема банок (вместимостью 50 или 100 см³) и промывку вискозиметра, банок и меди по окончании измерений проводят по методике, описанной в 3.5.2.

Рабочий объем банки V, см³, рассчитывают по формулам: V=V₁ — 0,1 при объеме банки 50 см³ и 15 г меди; V=V₁ — 0,2 при объеме банки 100 см³ и 30 г меди.

Концентрацию приготовляемого медно-аммиачного раствора целлюлозы выбирают в соответствии с ожидаемой степенью полимеризации при условии, чтобы значение удельной вязкости находилось в пределах 0,3...0,1. При СП от 600 до 1000 ре- комендуется концентрация раствора 1,5 г/дм³, при СП свыше 1000-1,0...0,75 г/дм³.

Расчет массы навески воздушно-сухой целлюлозы, г, необ- ходимой для приготовления медно-аммиачного раствора целлю- лозы, производят по формуле

'

где V — рабочий объем банки, см³; с — концентрация целлюлозы в растворе, г/дм³; К_сук — коэффициент сухости целлюлозы.

Рассчитанную навеску воздушно-сухой целлюлозы взвешива- ют и помещают вместе с 15 или 30 г меди в стеклянную или полиэтиленовую банку вместимостью 50 или 100 см³. Из бюретки заполняют банку медно-аммиачным реактивом при тем- пературе (20±0,2)°С в количестве, равном рабочему объему банки. Банку закрывают пробкой, закрепляя ее двумя плоскими резиновыми кольцами, энергично встряхивают и помещают в аппарат для взбалтывания. Целлюлозу растворяют в течение 10...30 мин. В полном растворении целлюлозы необходимо убедиться путем визуального просмотра банки с раствором в проходящем свете. При неполном растворении банку снова помещают в аппарат для взбалтывания на 10 мин. После полного растворения банку с раствором целлюлозы ставят в термостат при температуре (20±0,2)°С. По истечении 10 мин открывают банку и погружают в нее нижнюю промежуточную трубку вискозиметра почти до дна банки. На верхний конец вискозиметра надевают насадку, соединенную с водоструйным насосом, и, открывая кран насадки, засасывают раствор из банки в вискозиметр до тех пор, пока уровень раствора в верхней насадке не достигнет примерно ее половины. Кран закрывают, отделяют от вискозиметра насадку и промежуточную

трубку с банкой и измеряют по секундомеру время истечения раствора между верхней и нижней метками капилляра виско- зиметра t. Таким же образом измеряют время истечения растворителя t₀. Раствор целлюлозы и растворитель собирают в стакан.

По полученным экспериментальным данным вначале рас- считывают удельную вязкость с точностью до 0,001 по фор- муле (3.8).

Для расчета [] используют формулу Шульца — Блашке — см. формулу (3.13), принимая константу k’’’ для медно-ам- миачных растворов целлюлозы, равной 0,29. Среднюю степень полимеризации рассчитывают по формуле Марка — Куна — Хаувинка (3.14), где К' для медно-аммиачных растворов цел- люлозы равна 510^-4, а показатель а=1.

Из формул (3.13) и (3.14) с использованием вышеуказан- ных констант получают для расчета средней степени поли- меризации формулу

где с — концентрация целлюлозы в растворе, г/дм³.

Результаты определения выражают ближайшим целым чис- лом, кратным 10 при СП до 600 и кратным 20 при СП свы- ше 600.

Расхождение между результатами двух параллельных опре- делений не должно превышать 4% среднего арифметического значения.

Среднюю СП целлюлозы можно также найти по таблицам, приведенным в ГОСТ 9105—74.