שיטה אנליטית לתכונות פיזיקוכימיות של אתר תאית

הוצג המקור, המבנה, המאפיינים והיישומים של אתר תאית. לאור מבחן מדד המאפיינים הפיזיקלי-כימיים של תעשיית אתר תאית, הועלתה שיטה מעודנת או משופרת, והיתכנותה נותחה באמצעות ניסויים.

מילות מפתח:אתר תאית; תכונות פיזיקליות וכימיות; שיטה אנליטית; חקירה נסיונית

תאית היא התרכובת הפולימר הטבעית הנפוצה ביותר בעולם. ניתן להשיג סדרה של נגזרות על ידי שינוי כימי של תאית. אתר תאית הוא תוצר של תאית לאחר אלקליזציה, האתריפיקציה, כביסה, טיהור, טחינה, ייבוש ועוד שלבים. חומרי הגלם העיקריים של אתר תאית הם כותנה, קאפוק, במבוק, עץ וכו', ביניהם תכולת התאית בכותנה היא הגבוהה ביותר, עד 90 ~ 95%, מהווה חומר גלם אידיאלי לייצור אתר תאית, וסין היא מדינה גדולה של ייצור כותנה, אשר גם מקדמת את הפיתוח של תעשיית אתר תאית סינית במידה מסוימת. כיום, הייצור, העיבוד והצריכה של סיבים אתר מובילים בעולם.

לאתר תאית במזון, רפואה, קוסמטיקה, חומרי בניין, נייר ותעשיות אחרות יש מגוון רחב של יישומים. יש לו מאפיינים של מסיסות, צמיגות, יציבות, חוסר רעילות ותאימות ביולוגית. תקן בדיקת אתר תאית JCT 2190-2013, כולל עדינות מראה אתר תאית, קצב ירידה במשקל יבש, אפר סולפט, צמיגות, ערך pH, העברה ואינדיקטורים פיזיים וכימיים אחרים. עם זאת, כאשר אתר תאית מיושם על תעשיות שונות, בנוסף לניתוח פיסיקלי וכימי, השפעת היישום של אתר תאית במערכת זו עשויה להיבדק עוד יותר. למשל, אחזקת מים בענף הבנייה, בניית טיט וכו'; הדבקה בתעשיית הדבקים, ניידות וכו'; ניידות יומית בתעשייה הכימית, הידבקות וכו'. התכונות הפיזיקליות והכימיות של אתר תאית קובעות את טווח היישום שלו. ניתוח פיזי וכימי של אתר תאית חיוני לייצור, עיבוד או שימוש. בהתבסס על JCT 2190-2013, מאמר זה מציע שלוש תכניות זיקוק או שיפור לניתוח תכונות פיזיקוכימיות של אתר תאית, ומאמת את היתכנותן באמצעות ניסויים.

1. שיעור ירידה במשקל יבש

קצב הירידה במשקל הוא המדד הבסיסי ביותר של אתר תאית, הנקרא גם תכולת לחות, הקשור למרכיביו היעילים, חיי המדף וכן הלאה. שיטת הבדיקה הסטנדרטית היא שיטת משקל התנור: כ-5 גרם דגימות נשקלו והונחו בבקבוק שקילה בעומק שלא יעלה על 5 מ"מ. מכסה הבקבוק הוכנס לתנור, או שמכסה הבקבוק נפתח למחצה וייבש ב-105 מעלות צלזיוס ±2 מעלות צלזיוס למשך שעתיים. לאחר מכן הוצא מכסה הבקבוק וקירר לטמפרטורת החדר במייבש, נשקל וייבש בתנור למשך 30 דקות.

זה לוקח 2 ~ 3 שעות לזהות את תכולת הלחות של דגימה בשיטה זו, ותכולת הלחות קשורה לאינדקסים אחרים ולהכנת התמיסה. אינדקסים רבים יכולים להתבצע רק לאחר השלמת בדיקת תכולת הלחות. לכן, שיטה זו אינה מתאימה לשימוש מעשי במקרים רבים. לדוגמה, קו הייצור של כמה מפעלי אתר תאית צריך לזהות את תכולת המים מהר יותר, ולכן הם עשויים להשתמש בשיטות אחרות כדי לזהות את תכולת המים, כגון מד לחות מהיר.

על פי שיטת זיהוי תכולת הלחות הסטנדרטית, על פי הניסיון הניסיוני המעשי הקודם, נדרש בדרך כלל לייבש את המדגם למשקל קבוע ב-105℃, 2.5 שעות.

תוצאות בדיקה של תכולת לחות אתר תאית שונה בתנאי בדיקה שונים. ניתן לראות שתוצאות הבדיקה של 135℃ ו-0.5 שעות הן הכי קרובות לאלו של השיטה הסטנדרטית ב-105℃ ו-2.5h, והסטייה בתוצאות מד הלחות המהיר היא גדולה יחסית. לאחר פרסום תוצאות הניסוי, נמשכו שני תנאי הזיהוי של 135℃, 0.5 שעות ו-105℃, 2.5 שעות של השיטה הסטנדרטית במשך זמן רב, והתוצאות עדיין לא היו שונות בהרבה. לכן, שיטת הבדיקה של 135℃ ו-0.5 שעות אפשרית, וניתן לקצר את זמן בדיקת תכולת הלחות בכ-2 שעות.

2. אפר סולפט

אתר תאית אפר סולפט הוא מדד חשוב, הקשור ישירות להרכב הפעיל שלו, לטוהר וכן הלאה. שיטת בדיקה סטנדרטית: יש לייבש את הדגימה בטמפרטורה של 105 ± 2 ℃ עבור רזרבה, לשקול כ-2 גרם דגימה לתוך כור ההיתוך שנשרף ישר ומשקל קבוע, לשים את כור ההיתוך על לוח החימום או התנור החשמלי ולחמם לאט עד לדגימה מוגז לחלוטין. לאחר קירור כור ההיתוך מוסיפים 2 מ"ל חומצה גופרתית מרוכזת, ומרטיבים את השאריות ומחממים לאט עד להופעת עשן לבן. כור ההיתוך מוכנס לתנור המופל ונשרף ב-750 מעלות צלזיוס ±50 מעלות צלזיוס למשך שעה אחת. לאחר השריפה מוציאים את כור ההיתוך ומצננים לטמפרטורת החדר במייבש ושוקלים.

ניתן לראות שבשיטה הסטנדרטית נעשה שימוש בכמות גדולה של חומצה גופרתית מרוכזת בתהליך השריפה. לאחר החימום, כמות גדולה של עשן חומצה גופרתית מרוכזת נדיפה. גם אם הוא יופעל במנדף, תהיה לו השפעה רצינית על הסביבה בתוך המעבדה ומחוצה לה. במאמר זה נעשה שימוש באתרי תאית שונים לאיתור אפר לפי השיטה הסטנדרטית ללא הוספת חומצה גופרתית מרוכזת, ותוצאות הבדיקה מושוות לשיטה הסטנדרטית הרגילה.

ניתן לראות שקיים פער מסוים בתוצאות הגילוי של שתי השיטות. בהתבסס על הנתונים המקוריים הללו, המאמר מחשב את מכפיל הפער של השניים בטווח משוער של 1.35 ~ 1.39. כלומר, אם תוצאת הבדיקה של השיטה ללא חומצה גופרתית מוכפלת במקדם של 1.35 ~ 1.39, ניתן לקבל באופן גס את תוצאת בדיקת האפר עם חומצה גופרתית. לאחר פרסום תוצאות הניסוי, הושוו שני תנאי הגילוי במשך זמן רב, והתוצאות נשארו בערך במקדם זה. זה מראה שניתן להשתמש בשיטה זו לבדיקת אפר אתר תאית טהור. אם יש דרישות מיוחדות פרטניות, יש להשתמש בשיטה הסטנדרטית. מכיוון שהאתר התאית המורכב מוסיף חומרים שונים, לא נדון כאן. בבקרת האיכות של אתר תאית, שימוש בשיטת בדיקת האפר ללא חומצה גופרתית מרוכזת יכול להפחית את הזיהום בתוך ומחוץ למעבדה, להפחית את זמן הניסוי, צריכת ריאגנטים ולהפחית את סכנות התאונות האפשריות הנגרמות מתהליך הניסוי.

3, תאית אתר קבוצת תוכן מבחן מדגם טיפול מקדים

תכולת הקבוצה היא אחד המדדים החשובים ביותר של אתר תאית, אשר קובע ישירות את התכונות הכימיות של אתר תאית. בדיקת תכולת קבוצה מתייחסת לאתר התאית תחת פעולת זרז, חימום ופיצוח בכור סגור, ולאחר מכן מיצוי המוצר והזרקה לכרומטוגרף הגז לצורך ניתוח כמותי. תהליך פיצוח החימום של תכולת הקבוצה נקרא טיפול מקדים במאמר זה. שיטת הטיפול המקדים הסטנדרטית היא: שקלו 65 מ"ג דגימה מיובשת, הוסף 35 מ"ג חומצה אדיפית לבקבוק התגובה, ספוג 3.0 מ"ל נוזל סטנדרטי פנימי ו-2.0 מ"ל חומצה הידרו-יודית, זרוק לתוך בקבוק התגובה, כסה היטב ושקל. נער את בקבוק התגובה ביד במשך 30 שניות, הנח את בקבוק התגובה בתרמוסטט מתכת בטמפרטורה של 150 ± 2 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות, הוצא אותו ונער אותו למשך 30 שניות ולאחר מכן חממו אותו למשך 40 דקות. לאחר קירור לטמפרטורת החדר, הירידה במשקל נדרשת להיות לא יותר מ-10 מ"ג. אחרת, יש להכין שוב את הפתרון לדוגמה.

שיטת החימום הסטנדרטית משמשת בתגובת חימום תרמוסטט מתכת, בשימוש בפועל, הפרש הטמפרטורה של כל שורה של אמבט מתכת גדול, התוצאות הן חזרתיות גרועה מאוד, ומכיוון שתגובת פיצוח החימום חמורה יותר, לעתים קרובות בגלל פקק בקבוק תגובה אינו דליפה קפדנית ודליפת גז, יש סיכון מסוים. במאמר זה, באמצעות בדיקה ותצפית ממושכת, שיטת הטיפול המקדים שונה ל: שימוש בבקבוק תגובה מזכוכית, עם פקק גומי בוטיל בחוזקה, וסרט פוליפרופילן עמיד לחום עטוף את הממשק, ואז הכניסו את בקבוק התגובה לתוך גליל קטן מיוחד , מכסים היטב, לבסוף מכניסים לחימום התנור. בקבוק התגובה בשיטה זו לא ידלוף נוזל או אוויר, והוא בטוח וקל לתפעול כאשר המגיב מנער היטב במהלך התגובה. השימוש בחימום תנור ייבוש חשמלי בפיצוץ יכול לגרום לכל דגימה להתחמם באופן שווה, התוצאה היא חזרה טובה.

4. סיכום

תוצאות הניסוי מראות שהשיטות המשופרות לגילוי אתר תאית המוזכרות במאמר זה ניתנות לביצוע. שימוש בתנאים במאמר זה כדי לבדוק את קצב הירידה במשקל הייבוש יכול לשפר את היעילות ולקצר את זמן הבדיקה. שימוש ללא בדיקת חומצה גופרתית אפר בעירה, יכול להפחית את זיהום המעבדה; שיטת התנור המשמשת במאמר זה כשיטת טיפול מקדים של בדיקת תכולת אתר תאית יכולה להפוך את הטיפול המקדים ליעיל ובטוח יותר.