Способ количественного определения содержания мочевино- формальдегидной смолы в волокнистых материалах

 

Союз Советскими

Социалистических

Республик

О П-И вЂ” 6= Е

pi> 737423

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено130378 (21) 2593588/23-05 . (51)М. Хл.8

С 08 Ь 61/24

G 01 М 31/22 с присоединением заявки ¹

Государствеиинй комитет

СССР ио делам изобретений и открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 3005.80 Бюллетень М 20 (53) УДК 678. 652 (088. 8) Дата опубликования описания 300580 (72) Авторы изобретения

О.И.Княжицкая и Н.В.Попова, (71) Заявитель

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промьааленности (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЩАНИЯ

ИОЧЕВИНО" ФОР1иАЛЪДЕГИДНОЙ С1иОЛЫ В ВОЛОКНИСТЫХ

ИМЕРИАЛАХ

1 2

Изобретение относится к способам, в картоне. Аналогично определяют колориметрического определения моче-, содержанке азота, входящего в состав вино-формальдегидной смолы и может каждого компонента картона, например, быть использовано, например в цел- в целлюлозе, в макулатуре, в мочелюлозно-бумажной промааленности для вино-формальдегидной смоле (рово.лабораторного анализа волокнистого, дят, так называемые, . холостые материала, в частности картона. опыты ) . Далее вычитают иэ общего

Известен способ количественного количества азота азот, внесенный в. определения мочевино-формальдегидиой 4О картон с мочевнно-формальдегидиой смолы в волокнистых материалах путем смолой. По разности азота определяют обработки реактивами с последутощим содержание смолы по формуле 11) . определением оптической плотности Известный способ имеет следующие раствора. недостаткнт длительность одного опреЗная содержание азота, по извест- . деления азота составляет 6-8 ч, а ной формуле определяют содержание 15 длительность всего анализа картона любого. органического соединения, занимает 2-3 рабочих дня у недостаточв частности, и мочевино-формальдегид- ная точностЬу использование- большого ной смолы. Сущность способа заключает- количестза химикатОв т НЕПригОдность ся в следующем: картон, содержащий способа в случае содержания в картомочевино-формальдегидную смолу, об- 2О не, кроме мочевино-формальдегидной, рабатывают концентриров анной серной смолы, других азотосодержащих добакислотой для перевода органического, вок, например нитрильного латекса, азота в сульфат аммония, затем дейст широко используемого в целлюлозновием концентрированного раствора ще- бумажной промышленности. лочи иэ сульфата аммония выделяют Известен также колориметрический аммиак, который поглощают определен- метод определения мочевины в жндкосным количеством титрованного раство- тн заключающийся в следующем: прора кислоты. Избыток кислоты титруют бу жидкости, содержащую мочевину, щелочью и по формуле определяют со- . :обрабатывают смесью О-фталевого держание всего органического азота ЗО альдегида и Я-(1 нафтил) этилендиамин737423

Для получения картона готовят массу, состоящую из 97% целлюлозы и

3% анионной мочевино-формальдегидной смолы. В связи с тем, что в процессе изготовления картона только часть смолы остается в готовом продукте, а другая часть уходит в сточные воды, задача зксперимзнта состояла в точном определении количеств а смолы, удержанной волокнистым материалом.

Кроме указанной смолы в композицию не вводились другие химические азотосодержащие добавки.

Помещают навеску 0,5 г картона, предварительно измельченного, в термост 9кую колбу, приливают 15 мл смеси, содержащей следующие компо ненты, вес.Ъ:

Парадиметиламинобензальдегид 0,60

Концентрированная уксусная кислота (х.ч. 988)

Уксусный ангидрид (4.96%) 23,50

75,90 дигидрохлорида, после чего нагрев ают и колориметрируют через определен ный промежуток времени (2), Недостатком данного способа является невозможность колориметрического определения содержания мочевино-формалЬдегидной смолы, прошедшей термообработку в процесс изготовления волокнистого материала (бумаги, картона) и находящейся в готовом продукте в твердом заполимериэованном виде, поскольку из твердой смолы невозможно выделить мочевину, которая образует окрашенное соединение с укаэанными в прототипе химикатами.

Цель изобретения — более точное определение содержания мочевино-фор,мальдегидной смолы, прошедшей термообработку и ускорение способа.Указанная цель достигается тем, что волокнистый материал, содержащий мочевино-формальдегидную смолу, прошедшую термообработку,. обрабатЫвают смесью, содержащей, вес.Ъ: парадиметиламинобенэальдегид 0,60-1,00, концентрированную уксусную кислоту

23,2-23,5, уксусный ангидрид 75.,875,9 нагревают в течение 40-50 мин, фильтруют, охлаждают и колориметрически определяют количественное содержание мочевино-формальдегидной смолы.

При обработке волокнистого материаЛа парадиметиламинобенэальдегидом в уксусно-кислой среде смола, прошедшая термообработку, образует зеленовато-син:ае окрашенное соединение, интенсивность окраски которого определяют на фотоколориметре.

П р х м е р 1. Анализу подвергали однослойный картон лабораторного изготовления..

Необходимо отметить, что важно точно соблюдать соотношение компонентов в указанной смеси, так как при концентрации парадиметиламинобензальдегида ниже 0,6% и выше 1,0Ъ, линейная зависимость между оптйческой плотностью и концентрацией не соблюда- ется.

Колбу с обработанной смесью навеской соединяют с воздушным холодильником, нагревают на плитке 4050 мин. После охлаждения содержймое колбы фильтруют через стеклянный фильтр; фильтрат количественно переносят и доводят до метки смесью уксусной кислоты с уксусным ангидридом в мерной колбе на. 50 мл, перемешивают и спустя час определяют оптическую плотность на фотоколориметре ФЭК-м с красным светофильтром в кювете с толщиной слоя 1 см.

t5

20, Аналогично готовят и определяют оптйческую плотность двух стандартных растворов иэ мочевино-формаль25 дегидной смолы, прошедшей термообработку в сушильном шкафу.

Термообработку смолы проводят следующим образом..

Подъем температуры в шкафу от

20 до 130 С в течение 2-3 ч и стоянка при 130 С в течение 1 ч. Приготовленную смолу используют в качестве стандартного. образца для приго-, товления стандартных окрашенных растворов так, чтобы плотность одного из них (D = 0,120) была меньше оптической плотности исследуемо го раствора (Dq = О, 173), а опти- ческая плотность другого больше (Dz -= 0,340) плотности исследуемого

4О раствора. Концентрация первого стан. дартного раствора составляла

С = 0,1 г/л (5 мг смолы в 50 мл смеси), а концентрация второго раствора С = 0,3 г/л (15 мг смолы в

45 50 мл смеси).

Определение концентрации исследуемого раствора ведут по следующей форгде С и C> — концентрация стандарте ных растворов мочевиноформальдегидной смолы г/л;

D< и D †. синтетические плотности

2 этих растворов (причем

С,(С„(C> и

С„- концентрация исследуемого раствора, г/л;

D„- плотность исследуемого бО о «Р

С к =О, 1+ - у Щ - - у- (О, 1 73-0, 12 О ) =

=0,148 г/л

Ойределить койцентрацию мочевиноформальдегидной смолы в исследуемом

65 растворе можно также по калибровоч737423 ной кривой, которую строят по разным навескам стандартного образца мочевино-формальдегидной смолы.

После определения концентрации мочевино-формальдегидной смолы в исследуемом растворе рассчитывают содержание мочевино-формальдегидной смолы в волокнистом материале у = .V2- ° 100/ рооор содержание мочевино-формальдегидной смолы в волокнистом материале, %; количество смолы, соответствующее ее 1003-удержанию в анализируемой навеске картона (в 0,5 r картона при введении 3% смолы при условии полного ее удержания содержалось бы 0,015 r смолы); объем исследуемого окрашеиного раствора, мл; переводной коэФФициент мл в литры где Y —Ч

10 00

Из результата анализа следует, что 49,3% смолы удержалось в волок- . нистом материале, остальная часть смолы ушла со сточными водами.

Пример 2. Анализу подвергали однослойный картон лабораторного. изготовления. Для получения картона была приготовлена масса, состоящая из 92% целлюлозы, 3% анионной мочевино-формальдегидной смолы и 5% нитрильного латекса. В отличие от примера 1, в данном случае кроме мочевино-Формальдегидной смоли в картоне содержится азотсодержащий латекс. Аналогично примеру 1, помещают 0,5 г картона, предваритель-, Но измельченного, в термостойкую ,колбу, приливают 15 мл смеси, нагревают 40-50 мин, охлаждают, фильтруют и колориметрируют на Фотоколориметре. Оптическая плотность ис» следуемого раствора Dq = 0,169.

В качестве стандартных растворов готовят два раствора, оптическая плотность одного из них D = 0,388, концентрация C> = 0,3 г/л (15 мг смолы в 50 мл смеси), а у другого— оптическая плотность D = 0 116 и концентрация С. = 0,1 г/л ((5 мг смолы в 50 мп смеси). По указанной

Формуле определяют концентрацию исследуемого раствора

С --01 -Йв-7 —— -(01б9-o,ÞÂ): 0,1Ф7г/л, Затем рассчйтйвают содержание мочевино-формальдегидной смолы в ли однослойный картон лабораторного изготовления. Для получения картона была приготовлена масса, состоящая из 97% целлюлозы и 3% катионной мочевино-Формальдегидной смолы., Аналогично примеру 1, помещают 0,5 г, предварительно измельченного картона, в термостойкую колбу, приливают .

15 мл смеси при следующем соотношении компонентов, вес .%:

20 Парадиметиламино- . бензальдегид 1,00

Концентриров анная уксусная кислота 23,2

Уксусный ангидрид 75, 80

:25 Обработанный материал нагревают

40-50 мин, охлаждают, фильтруют и ;колориметрируют. Измеренная оптическая плотность исследуемого раствора

Рх = О, 146.

Зр В качестве стандартных растворов готовят два раствора, оптическ.ая

HJIoTHocTh opHoI"о H3 ННх 0В = 0,198, концентрация 0,24 г/л (12 мг смо-1 лы в 50 мл смеси), а у другого—

З оптическая плотность Dq = 0,08 и концентрация 0,1 г/л (5 мг смолы в

50 мл смеси) .

По указанной выше формуле определяют концентрацию исследуемого

4р Раствора 02Ф-о

С =О, 1+ - —,— — (0, 146-0,08) =0, 18г/л

Затем ра сочи тывают содержание мочевино-Формальдегидной смолы в картоне, по Фовмуле

/000 0 015 а

B таблице приведенй результаты определения содержания мочевиноФормальдегидной смолы в волокнистом материале, полученные по известному и предлагаемому способу.

73742 3

Известные способы

Предлагаемый способ

Продолжительность анализа, ч

Наименование азотсодержаших добавок в картоне

Приме ы

Метод Кьельдаля

Из вест ный

1 2 3

Продолжительность анализа, ч

Продолжительность анализа, ч

Отно- сительная погр ешность|

Относительная погрешность

% одержание мочевино-формаль дегидной смолы в картоне, %

Анионная

14-21 .+1 Не оп- Не Че 49,3 реде- ука - укаляется зано эано

48,5

2,5 +О, 3 г

С ука- Не Не занны- ука- уками хи- эано зано микат ами смола не образует окрашенное соединение

60,0 2,5 +О, 3 нитрильный цатекс. Предлагаемый cdbсоб позволяет определить также содержание катионной смолы в волокнистом материале, а использование данной

И смолы является перспективным направ, лением в практике целлюлозно-бумаж ного производства, Относительная погрешность предлагаемого способа составЛяет +0,3% по сравнению с +1%

6Q по методу Кьельдаля, т.е. предлагаеьнй способ более чем в 3 раза превышает точность используемого ранее метода. Продолжительность анализа предлагаемого способа составляет

2,5 часа, тогда как IIo методу КьельКак видно иэ таблицы предлагаемый способ позволяет определить содержание мочевино-формальдегидной смолы, прошедшей термообработку и находя- шейся в смеси с азотсодержашими соединениями. Например, содержание. мо4.евино-формальдегидной смолы в кар тоне беэ аэотсодержаших добавок составляет 49, 3% (пример 1) и незначительно (в пределах погрешности способа) отличается от результата 49,0% (пример 2), полученного при анализе картона, в.композицию которого, кроме,мочевино-формальдегидной смолы, входит азотсодержашее соединение—

Мочевино-формальдегидная смола, прошедшая термообработку

Мочевино-формальдегидная смола +

+ нитрильный лат екс, прошедшие термообра-, ботку

Катионная мо- чевиноформальдегидная смола, прошедшая термообработку

Содержание моче-, ино. формальдегидной смолы, кароне, %

Не определяется из-за присутствия азотсодержашего латекса

Содержание мочевиноформальдегидной смолы в картоне, %

Относительная погрешность, %

49,0 — 2,5 +0,3

737423

Формула изобретения

Составитель И.Гинзбург

Редактор Т.Киселева Техред Р.Олиян Корректор А.Гриценко

Заказ 3638 ° .. Тираж 549 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, )москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óùãoðîä, ул.Проектная,4 даля для получения результата требу. ется 2-3 рабочих дня (14-21 часа) .

Кроме того предлагаемый способ дает возможность колориметрического определения мочевино-формальдегидной смолы в волокнистых материалах. По- 5 вышается точнос„ гь и экспрессность определения, что позволяет постоянно контролировать удержание смолы и уточнить норму расхода ее для каждой: партии выпускаемого картона. В результате этого задается такое количество смоли, которое удерживается волокнистым материалом, что сокращает расход смолы и значит уменьшает загрязнение сточных вод смолой.

Способ количественного определения содержания мочевино-формальдегидной смолы в волокнистых материалах путем обработки реактивами с последующим определением оптической плотности раствора, о т л и ч а ю—

ta и и с я тем, что, с целью более точного определения содержания мочевино-формальдегидной смолы, прошедшей термообработку, и ускорения способа, волокнистый материал обрабатывают смесью, содержащей, вес. Ъ: парадиметиламинобензальдегид О, 6-1, О, концентрированную уксусную кислоту

23,2-23,5 и уксусный ангидрид 75, 875,9, нагревают в течение 40-50 мин, фильтруют, охлаждают и колориметрически определяют количественное содержание мочевино-формальдегидной смолы, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Бобринский Б. Количественный анализ органических соединений, М., Химическая литература, 1961, с.85-90.

2 ° Патент ФРГ 9 2530036, кл. G 01 N 31/22.