利用X射線衍射法測(cè)定竹材纖維素結(jié)晶度

1、粗纖維素提取及測(cè)定方法一、儀器用具：粉碎機(jī)一臺(tái)，研缽、水力抽氣裝置一套，恒溫水浴一臺(tái)，萬分之一天平一臺(tái)，100mL三角瓶?jī)蓚€(gè)，150mL容量瓶一只，50mL、100 mL 量筒各一個(gè)，10mL吸管一只，可控電烘箱一臺(tái)，電爐一個(gè)，古氏干鍋兩只（25mL），干燥器，1.0mm圓孔篩，兩個(gè)1000mL的容量瓶。二、試劑1，醋酸和硝酸混合液：取10mL比重1.4的硝酸加到100mL80%的硝酸中，充分混勻，保存于容量瓶中。2，乙醇、乙醚。3，酸洗石棉;用1.25%堿洗液至中性，在用乙醇、乙醚先后各洗三次，待乙醚揮發(fā)凈備用。4，脫脂棉。三、原理;根據(jù)纖維素性質(zhì)較穩(wěn)定的特點(diǎn)，試樣用乙酸和硝酸混合液加熱處理

2、，淀粉、多縮戊糖、木質(zhì)素、半纖維素、色素、單寧和脂肪等其他物質(zhì)，受到水解而被基本除去，纖維素被保留下來，采用抽濾法濾出纖維，在分別用水、乙醇、乙醚除去水溶性、醇溶性、脂溶性物質(zhì)，然后把殘?jiān)娓煞Q重，計(jì)算粗纖維素含量。四、操作方法 1、試樣處理：取凈樣50g用40目篩底粉碎，然后用1.0mm圓孔篩篩選，殘留下的用研缽研碎，使之通過1.0mm圓孔篩，裝入磨口瓶中備用。2、準(zhǔn)備抽氣裝置：用膠管連接抽氣泵、抽氣瓶、連接好水源。用蒸餾水將備用的石棉分成粗細(xì)兩部分，先去粗的，后用細(xì)的石棉鋪墊，厚度均勻不透光為宜，用少量的乙醇、乙醚分別傾入坩堝進(jìn)行抽洗，將坩堝送入105箱內(nèi)烘干至恒重。3、硝化處理：稱取試樣

3、1g左右，倒入100mL三角瓶中，加入25mL醋酸和硝酸的混合液，蓋上容量瓶蓋，放入98水浴中（一般浸入水中1.5cm）。準(zhǔn)確加熱20分鐘，倒是取出用冷水冷卻至室溫，傾入坩堝中進(jìn)行抽泣過濾。用熱水洗凈附著瓶壁上的纖維素（注意不要把泥沙倒入坩堝內(nèi)）。用水洗去酸液，再用20ml乙醇、乙醚先后各分成兩次洗滌，再用脫脂棉擦干凈外部，送入105的烘箱中烘至恒重。4、結(jié)果計(jì)算：粗纖維%（干基） =式中：W試樣重量； W粗纖維和坩堝重量；W坩堝重量；M水分百分比。注：1）用本方法消化時(shí), 對(duì)溫度較敏感, 應(yīng)十分注意溫度的控制, 一般將水加熱沸騰, 去掉離電熱管較遠(yuǎn)的兩孔蓋子即可達(dá)到98。2）坩堝鋪墊不宜過薄

4、, 因細(xì)小纖維素會(huì)漏掉, 過厚過濾困難。3）三角瓶上加蓋子目的是：（a）加強(qiáng)三角瓶在水中的穩(wěn)定性;(b)防止酸氣蒸發(fā)和塵土落入。利用X射線衍射法測(cè)定竹材纖維素結(jié)晶度1、儀器：美國(guó)Panalytical公司的粉末X射線衍射儀( X Pertpro30X )2、步驟：試樣自然干燥半年后, 將試材鋸解, 劈成小薄竹片, 將同一竹齡不同竹株相同部位的樣品分別標(biāo)記清晰, 風(fēng)干, 然后用四分法選取樣品用粉碎機(jī)磨碎, 取能通過80目篩, 但不能通過100目篩的木粉作為纖維素結(jié)晶度測(cè)定樣品, 貯存在具有磨砂塞的廣口瓶中或自封袋中備用。測(cè)定纖維素結(jié)晶度的儀器是美國(guó)Panalytical公司的粉末X射線衍射儀(

5、X Pertpro30X )。將竹粉樣品放到樣品架上,用/2聯(lián)動(dòng)掃描。主要掃描參數(shù)如下: X光管為銅靶, 用鎳片消除CuKa輻射, 管電壓40kV, 管電流40mA, 掃描速度為0. 083731°/ s, 樣品掃描范圍5°80°, 根據(jù)衍射圖譜強(qiáng)度, 采用Seg al法計(jì)算相對(duì)結(jié)晶度。在掃描曲線( 圖1) 2= 22°附近有( 002)衍射的極大峰值, 2= 18°附近有一極小峰值, 則結(jié)晶度的計(jì)算公式為:Cr= ( ( I002 Iam ) /I002 ) ×100% 。Cr是相對(duì)結(jié)晶度的百分率, I002是( 002 )晶格衍射

6、角的極大強(qiáng)度, 即結(jié)晶區(qū)的衍射強(qiáng)度, Iam是2= 18°時(shí)非結(jié)晶背景衍射的散射強(qiáng)度。粘度法測(cè)定植物纖維素的聚合度1、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于非牛頓流體, 其粘滯阻力與速度梯度的比值隨粘滯阻力的變化而變化, 即高聚物在稀溶液中的粘度主要反映了液體在流動(dòng)時(shí)存在的內(nèi)摩擦。為了消除高聚物分子之間的內(nèi)摩擦, 可將溶液無限稀釋, 使每個(gè)高聚物分子彼此相距甚遠(yuǎn),其相互干擾可以忽略。這時(shí)溶液所表現(xiàn)出的粘度行為基本上反映了高分子與溶劑分子之間的內(nèi)摩擦。這一粘度的極限值可記為:= (1)式中: 增比粘度；相對(duì)粘度；特性粘數(shù)；C聚合物濃度。測(cè)定高分子的時(shí), 用毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)定是最方便的。當(dāng)液體在毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)因重力

7、作用而流出時(shí), 遵守Poiseuille定律, 近似簡(jiǎn)化處理后得:= (2)=-1(3)式中：，聚合物溶液與溶劑在相同溫度時(shí)的粘度；, 聚合物溶液及溶劑在毛細(xì)管內(nèi)的流出時(shí)間。 由此得知，測(cè)量流體在毛細(xì)管內(nèi)的流出時(shí)間，即可計(jì)算 及。由文獻(xiàn)可查出所對(duì)應(yīng)的C值，根據(jù)Martin公式，可計(jì)算出： =-(4)式中, 實(shí)驗(yàn)常數(shù), 對(duì)纖維素-CED溶液體系, 為0.13。實(shí)驗(yàn)證明:高聚物溶液、溶劑和溫度確定以后, 與高聚物平均聚合度()之間的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系可用馬Mark方程表示為=（5）式中：比例常數(shù)；與分子形狀有關(guān)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；平均聚合度。根據(jù)文獻(xiàn)在25時(shí), 對(duì)于纖維素-CED溶液體系, 為1.7g/ml,為0.

8、8，則由公式（5）可計(jì)算出 1.2 試樣及試劑乙二胺：分析純；Cu(OH):工業(yè)級(jí)，100g/l KI溶液，100g/l NaOH溶液，1mol/l HCl溶液，0.05mol/l 標(biāo)準(zhǔn)液，0.5mol/l標(biāo)準(zhǔn)液，2g/l淀粉指示劑，甲基橙指示劑，銅片，均為市售。1.3 儀器 恒溫水浴, 烏氏粘度計(jì)（毛細(xì)管內(nèi)徑：0.80.9mm，粘度計(jì)常數(shù)為0.04203）。1.4 飽和氫氧化銅的乙二胺溶液（CED溶液）的制備和分析CED溶液配制：按文獻(xiàn)測(cè)定Cu(OH)中Cu含量為56.49%。乙二胺含量, 考慮其揮發(fā)性, 按99%計(jì)。則配制1L CED溶液需Cu(OH) 和乙二胺的質(zhì)量分別為112.6,121.41g 。稱取Cu(OH)112.6g(可稍過量)置于1L燒杯中, 加人少量水(將蒸餾水煮沸后降溫至20 以下再加入), 使其呈糊狀后在低于20 條件下緩慢加入121.41g乙二胺溶液, 同時(shí)用玻璃棒攪拌, 待Cu(OH)完全溶解后移置800mL棕色瓶中, 用蒸餾水稀釋, 靜止過夜后用玻璃濾器過濾, 將濾液轉(zhuǎn)移置1000mL容量瓶中定容。CED溶液的分析:準(zhǔn)確移取5mLCED溶液置250m