Способ количественного определения содержания мочевино-формальдегидной смолы в волокнистых материалах Советский патент 1980 года по МПК C08L61/24 G01N31/22 

(54) СПОСОБ КОЛИЧЕСРВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЙЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ В ВОЛОКНИСТЫХ 12 Изобретение относится к способам колориметрического определения лючевино-формальдегидной смолы и может быть использовано, например в целлюлозно-бумажной прокьшшенностй для .лабораторного анализа волокнистого материала в частности картона. Известен способ количественного определения мочевино-формальдегидной смолы в волокнистых материалах путем обработки реактивами с последуюпдам определением оптической плотности раствора. Зная соде жание азота, по известной формуле определяют содержание любого органического соединения, в частности, и мочевино-фо1 1альдегид ной смолы. Сущность способа заключае ся в сэтедуюшем: картон, содержащий мочевино-формальдегидную смолу, обрабатывают концентрированной серной кислотой для перевода органического азота в сульфат аммония, затем деист вием концентрированного раствора шелочи из сульфата аммония внделяют сшмиак, который поглощают определенным количеством титрованного раство ра кислоты. Избыток кислоты титруют щелочью и по формуле определяют содержание всего органического азота

MATEPHiWIAX в картоне. Аналогично определяют содержание азота, входяшего а состав каждого компонента картона, например, в целлюлозе, в макулатуре, в 1« чввино-формальдегидной смоле (проводят, так называемые, холостые опыты ). Далее вычитают из общего количества азота азот, внесеннь1й в картон с мочевино-формальдегидной смолой. По разности азота определяют оояержанве смолы по Фор9вул& (1. Известный способ имеет следующие недостатки: длятельяость одного определения азота составляет 6-8 ч, а длительность всего анализа картона занимает 2-3 рабочих недостаточная точность; использование большого количества химикатов; непригодность способа в случае содержания в картоне, кроме мочевино-формальдегидной смолы, других азотосодержамих добавок, например нитрильного лаФекса, широко используетлого в целлюлознобумажной промьшшенности. Известен тсисже колсч иметрйческий метод определения мочевины в жидкости, заключаилцийся в следующем: пробу жидкости, содержащую мочевину, : обрабатывают смесью -фталевого альдегида и N-(1 нафтил)зтилендиаминдигидрохлорила, после чего нагревают и йолориметрируют через опрелёЛенный промежуток времени 2) ,

Недостатком данного споссьба является невозможность колориметрического определения содержания мочевино-формалЬдегидной .смолы, прошедшей термообработку в процесс изготовления волокнистого материала (бумаги/ картона)И нахрдяшейся в готовом продукте в твердом заполимеризованном виде,поскольку из твердой смолы невозможно выделить мочевину, которая образует окрашенное соединение с указанными в прототипе химикатами,

Цель изобретения - более точное определение содержания мочевино-фор, мальдегидной. смолы, прошедшейтермообработку и ускорение способа .

Указанная цель достигается тем, что волокнистый материал, содержащий мочбвино-формальдегидную смолу, прошедшую термообработку,, обрабатывают смесью, содержащей, вес,%: парадиметиламинобензальдегид 0,60-1,00, концентрированную уксусньте 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 парадиметиламинобензальдегидом в уксусно-кислой среде смола, прошедшая термообработку/ образует зеленовато-синее окрашенное соединение, интенсивность окраски которого определяют на фотоколориметре,

П р X м е р 1, Анализу подзвёргапи однослойный картон лабораторного изготовления.

Для получения картона готовят массу, состоящую из 97% целлюлозы и 3% анионной мочевино-формальдегидно cMOJffii, В связи с тем, что в процессе изготовления картона только часть смолы остается в готовом продукте, а другая часть уходит в сточ.ные воды, задача эксперимента состояла в точном определении количества смоЛы, удержанной волокнистым материгшом. Кроме указанной смолы в композицию не ввайились другие химические азотосодержашие добавки.

Помещают навеску 0,5 г картона, предварительно измельченного, в термост-чйкую колбу, приливают 15 мгг Iсмеси, содержащей следующие компо ненты, вес.%:

Парадимётиламинрбен 3 аль де гид0,60

Концентрированная

уксусная кислота

(х.ч. 98%)23,50

Уксусный ангидрид .

(4.96%)75,90

737423

Необходимо отметить, что важно точно соблюдать соотношение компонентов в указанной смеси, так как при концентрации парадиметиламинобензальдегида ниже 0,6% и выше 1,0%, линейе ная зависимость между оптической

плотностью и концентрацией не соблюдается,

Колбу с обработанной смесью навеской соединяют с воздушным холодильником, нагревают на плитке 4050 мин. После охлаждения содержимое колбы фильтруют через стеклянный . фильтр; фильтрат количественно пере. носят и доводят до метки смесью ук- 5 сусной кислоты с уксусным ангидридом в мерной колбе на 50 мл, перемешивают и спустя час определяют оптическую плотность на фотоколориметре ФЭК-м с красным светофильтром 0 в кювете с толщиной слоя I см,

.Аналогично готовят и определяют оптическую плотнрсть двух стандартных растворов из мочевино-формаль5 дегидной смолы, прошедшей термообработку в сушильном шкафу,

Термс5обработку смолы проводят следующш образом. .

Подъем температуры в шкафу от Q 20 до в течение 2-3 ч и стоянка при 130° С в течение 1 ч. Приготовленную смолу используют в качест. вё стандартного, образца для приготовления стандартнь1Х окрашенных psicTBOpOB так, чтобы плотность одного из них (Р 0,120) была меньше оптической плотности исследуемо fo раствора (Од 0,173), а оптйч ская плотность другого больше (Dg 0,340) плотности исследуемого 0 раствора. Концентрация первого стандартного раствора составляла С 0,1 г/л (5 мг смолы в 50 мл смеси), а концентрация второго раствора Cg 0,3 г/л (15 мг смолы в 5 50 мл смеси).

Определение концентрации исследуемого раствора ведут по следующей формуле ,,-,,. Cg - Ci I т г,

jQ где С и С концентрация стандартзг . о ных растворов мочевиноформальдегидной смолы, г/л;

DY и D, -г синтетические плотности . этих растворов (причем С/ Сх Cg и

.

Gjf - концентрация исследуемого раствора, г/л; DX - плотн.ость исследуемого 60раствора.

,1+ о .Ш-д.&В- (0/173-0,120) 0,148 г/л

Определить койцентрацйю мочевиноФормальдегидн ой смолы в исследуемом 65 растворе можно также по калибровочной кривой, которую строят по разным навескам стандартного образца мочевинр-формальдегидной смолы.

После определения концентрации мочевино-формальдегидной смолы в исследуемом растворе рассчитывают содержание мочевино-формальдегидной смолы в волокнистом материале у OrrVf . ,00 % ,

iOOOp °

где У - содержание мочевино-форм-

альдегидной смолы в волокнистом материале, %; р - количество смолы, соответствующее ее 100%-удержанию в анализируемой навеске картона (в 0,5 г картона при введении 3% смолы при условии полного ее удержания содержалось бы 0,015 г смолы); Vg - объем исследуемого окрашенного раствора, мл ; 1000 - переводной коэффициент мл в литры

о./ад до

100 49,3%

Y

УООО- 0,ОУ5

Из результата анализа следует, что 49,3% смолы удержалось в волокнистом 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 о.т ; примера 1, в данном случае кроме мочевино-формальдегидной смолы в картоне содержится Азотсодержащий латекс. Аналогично примеру 1, помещают. 0,5 г картона, предваритель-, но измельченного, в термостойкую .колбуj приливают 15 мл смеси, нагревают 40-50 мин, охлаждают, фильтруют и колориметрируют на фотоколориметре . Оптическая плотность исследуемого раствора D; 0,169. В качестве стандартных растворов готовят два раствора, оптическая плотность одного из них Dg 0,388., концентрация С 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

0,3 -0,1

-(0,69-0,118) 0, с/л.

0,338 -0,116

Затем рассчитывают содержание мочевино-формальдегидной смолы в картоне аналогично примеру 1 формуле

V - so 100 AQ n 1.00O OfOiS i f Пример 3. Анализу; подвергали однослойный картон лабораторного изготовления. Для получения картона была приготовлена масса, состоящая из 97% целлюлозы и 3% катионной мочевино-формальдегидной смолы.

5 Аналогично примеру 1, помешают 0,5 г, .предварительно измельченного картона, в термостойкую колбу, приливают 15 мл смеси при следующем соотношении компонентов, вес.%:

0

Парадиметиламино- .

бензальдегид1,00

. Концентрированная

уксусная кислота 23,2

Уксусный ангидрид 75,80

5

Обработанный материал нагреваю.т 40-50 мин, охлаждают, фильтруют и ;колориметрируют. Измеренная оптическая плотностьисследуемого раствора DX 0,146.

0

. В качестве стандартных растворов уготовят два раствъра, оптическая плотность одного из них Dg 0,198, концентрация 0,24 г/л (12 мг смолы в 50 мл смеси), а у другого оптическая плотность D/ 0,08 и

5 концентрация 0,1 г/л(5 мг смолы в 50 мл смеси).

По указанной выше формуле определяют концентрацию исследуемого раствора о2/.-о

0 ,1+ -o,gs°o,os (0 1 6-0 f 08) 0,18г/л,

Затем раЪсчитывают содержание мочевино-формальдегидной смолы в картоне, по-фоомуле

у 0,1В-5О-1ОО

5

to ctt/ УСЛ./ (Г П о.

fOOO-o,ofS . .

в таблице приведены результаты определения содержания мочевиноформальдегидной смолы в волокнистом материале, пблученнйе по известному и предлагаемому способу.

Анионная

Как видно из таблицы предлагаемый способ позволяет определить содержание мочевино-формальдегидной смолы, Ъроыёдшей термообработку и находящеЧся в смеси с азотсодержащими соединениями. Например, содержание мочейино-формальдегидной смолы в кар тоне 66:3 азотсодержащих 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 азотсодержащее (Соединение нйтрильный ватекс. Предлагаемый cribсоб позволяет определить также содержание катионной смолы в волокнистом материгше, а использование данной

смолы является перспективным направлйнием в .практике целлюлозно-бумажного производства. Относительная погрииностъ предлагаемого способа составляет +0,3% по сравнению с +1%

по методу Кьельдаля, т.е. предлагаемай способ более чем в 3 раэа превышает точность используемого ранее метода.. Продолжительность анализа предлагаемого способа составляет

2,5 часа, тогда как по методу Кьельдаля для получения результата требуется 2-3 рабочих дня (14-21 часа. Кроме того предлагаемый способ дает возможность колориметрического определения мочевино-формальдегидной смолы в волокнистых материалах. Повышается точносд-ь 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 смолы, которое удерживается волокнистым материалом, что сокращает расход смолы и значит уменьшает загрязнение сточных вод смолой.

Формула изобретения

Способ количественного определения содержания мочевино-формальдегидной смолы в волокнистых материалах путем обработки реактивами с

последующим определением оптической плотности раствора, отличаюш 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 . % : парадиметиламинобензальдегид 0,6-1,0, концентрированную уксусную кислоту 23,2-23,5 и уксусный ангидрид 75,8075,9, нагревают в течение 40-50 мин, фильтруют, охлаждают и колориметрически определяют количественное содержание мочевино-формальдегидной смолы.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с.85-90.

2.Патент ФРГ № 2530036, кл. G 01 N 31/22.