現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在制漿造紙中的應(yīng)用

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1、現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在制漿造紙中的應(yīng)用袁金霞（造紙試點10-1班，學(xué)號201005031174）前言：現(xiàn)代分析技術(shù)主要研究各種物質(zhì)化學(xué)組成的定性鑒定和定量測量的方法?，F(xiàn)代分析技術(shù)正在不斷發(fā)展,現(xiàn)代儀器的不斷進(jìn)步及計算機(jī)的使用,使得現(xiàn)代分析技術(shù)正在逐步發(fā)展成現(xiàn)代社會不可缺少的一門信息科學(xué)?，F(xiàn)代分析技術(shù)在制漿造紙中應(yīng)用廣泛，制漿造紙行業(yè)的發(fā)展離不開分析技術(shù)的支持,它對于實驗研究分析非常重要,包括各種抽出物分析,碳水化合物分析,木素分析和制漿造紙沉積物分析等。近年來現(xiàn)代分析技術(shù)在制漿造紙研究中的應(yīng)用日益廣泛,下面主要介紹幾種用于制漿造紙研究的現(xiàn)代分析技術(shù)：一、紅

2、外光譜(IR)：紅外光譜是由于分子振動能級的躍遷(同時伴隨轉(zhuǎn)動能級的躍遷)而產(chǎn)生的,因此又稱為振動轉(zhuǎn)動光譜。紅外光譜的應(yīng)用大體上可分為兩個方面:一是分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究,應(yīng)用紅外光譜測定分子的鍵長、鍵角來推斷研究分子的基本結(jié)構(gòu);二是化學(xué)組成的分析,根據(jù)光譜中吸收峰的位置和形狀來推斷未知分子的結(jié)構(gòu),依照吸收峰的強度來測定混合物中各組分的含量。定性分析紅外光譜定性分析可分為功能基定性和結(jié)構(gòu)分析兩方面。功能基定性分析是根據(jù)木素的紅外光譜特征吸收譜帶測定它有哪些功能基,而結(jié)構(gòu)分析通常是紅外光譜與其他分析方法(如質(zhì)譜、核磁共振、X2射線衍射、元素分析等)相結(jié)合確定

3、其結(jié)構(gòu)。用紅外光譜作樣品分析時基本不需要處理,且不破壞和消耗樣品,自身又無環(huán)境污染,近年來,紅外光譜作為迅速崛起的光譜分析技術(shù)在分析測試領(lǐng)域中起到越來越重要的作用。目前,在造紙行業(yè)中,紅外光譜主要用于對纖維素、半纖維素、木素作定性分析,著重是結(jié)構(gòu)分析,也用于定量分析。紅外光譜技術(shù)可用來研究纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu),測定紙漿卡帕值,測定細(xì)纖維的取向角值,測混合纖維的構(gòu)成,探測熱磨機(jī)械漿的光返黃,測紙張的勻度,測量紙頁的水份和紙板的重量,檢查紙張結(jié)構(gòu),確定紙頁內(nèi)的水分分布,進(jìn)行復(fù)印紙及其文字墨粉的無損檢查,考察殼聚糖的吸附性能等。另外,紅外光譜技術(shù)還可用來測量漿中

4、雜質(zhì):用紅外光譜測定硫酸鹽漿中的塵埃點,用漫反射光譜線外分析紙漿中的聚合物雜質(zhì);估算紙漿中的硬度;在測量涂布的孔隙率和涂布量,測硅酮涂布量;測木材特征等。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,近紅外光譜分析技術(shù)(NIR)作為一門現(xiàn)代測試技術(shù)在制漿造紙行業(yè)的應(yīng)用也很廣泛。用NIR光譜技術(shù)可以檢測紙頁涂料中的水分含量,確定紙漿中針葉木的含量,測量混合木漿的卡伯值,以及測量蒸煮鍋放管線中紙漿的卡伯值的對數(shù)。另外,還可以測量紙頁的水分和紙板的重量,監(jiān)測紙頁的樹脂層,監(jiān)測紙漿棉短絨混合物的卡伯值,監(jiān)測薄頁紙上的聚酮層含量,檢測木纖維中的蠟和苯酚甲醛樹脂含量,檢測絨毛漿中的吸水劑

5、含量以及檢測涂布紙的涂布層。國外,近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用得較早且較多的是對紙漿木材的紙漿產(chǎn)量和化學(xué)組成等的預(yù)測。例如：木素的紅外光譜定性和結(jié)構(gòu)分析一般有如下步驟:試樣制備:采用適宜的方法將木素從原料或紙漿試樣中分離出來并加以純化,制備成純凈的木素試樣;制樣和繪制譜圖:木素分離試樣用KBr研壓制成透明的試片,并使用紅外分光光度計得到相應(yīng)的紅外光譜圖;譜圖的解析:對木素所含基團(tuán)的確定,通過所得試樣譜圖與前人證實的特征吸收峰加以對照比較來確定。紅外光譜法進(jìn)行定性與結(jié)構(gòu)分析時,首先是在基頻區(qū)(即基團(tuán)的特征頻率區(qū),波數(shù):4000～1350cm-1)搜尋功能基的特征伸

6、縮振動;再根據(jù)指紋區(qū)(波數(shù):1350～650cm-1)的吸收情況進(jìn)一步確認(rèn)該基團(tuán)的存在及與其它基團(tuán)的結(jié)合方式二、紫外分析技術(shù)(UV)：紫外可見分光光度法是儀器分析中應(yīng)用最為廣泛的分析方法之一,其所用的光譜區(qū)域為200～780nm,其中可見分光光度法為400～780nm,紫外分光光度法為200～400nm,其具有如下特點:靈敏度高、準(zhǔn)確度較高、適用范圍廣、操作簡便和快速等。紫外分光光度法的基本原理就是光的吸收定律,即在一定條件下,光的吸收與溶液濃度成正比的關(guān)系。由于紫外光譜較簡單,特征性不強,在有機(jī)化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析中僅作為一種輔助手段被應(yīng)用。紫

7、外和可見分光光度法在定量分析領(lǐng)域有著更為重要和廣泛的應(yīng)用。紫外可見分光光度法在制漿造紙中被廣泛應(yīng)用于分析紙漿中的化學(xué)組成、廢液中的有機(jī)組分以及用來對紙漿中的組分進(jìn)行定量分析。另外,紫外吸收光譜是一種鑒定木素的工具(定性和定量測量),同時也廣泛使用在木素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究中。紫外光譜的數(shù)據(jù)對木素特性的決斷力僅限于對不同木素的比較以及鑒定某些特殊功能基和測定木素被化學(xué)處理劇烈時的變化。例如：木素含量的測定：先用苯醇混合物抽提纖維原料,排除色素等的干擾；稱取一定量的苯醇抽提物,用溴乙酰冰乙酸溶液(25%)加熱溶解,過量的試劑用氫氧化鈉溶液滴定分解;溶解反應(yīng)過程

8、中產(chǎn)生的溴及溴化物,通過加入鹽酸羥胺還原排除干擾。用冰醋酸稀釋溶解的樣品到一定體積,用紫外分光