CN101435777A - 一种壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，涉及壳聚糖纤维生产工艺，壳聚糖纤维经过灰化处理，氨基硅油中的硅经氧化得到二氧化硅，二氧化硅经硝酸硝解，制得硅酸，硅酸再与钼酸铵反应生成硅钼黄，硅钼黄经硫酸亚铁还原成硅钼蓝，最后利用分光光度计测定显色后的溶液在595nm波长下的吸光度，计算出纤维中的硅油含量。本发明所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，采用分光光度计测量壳聚糖纤维中氨基硅油剂的油量，方法简单、可靠，易于操作，不但节约测量成本，而且没有环境污染之虞，具有反应时间短、准确率高、成本低、效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及壳聚糖纤维生产工艺，具体的说是一种壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法。
背景技术
由于壳聚糖纤维在生产过程中，大多数使用含有氨基有机硅材料的油剂(氨基硅油剂)做为纤维的整理剂，使纤维充分分散开，便于纤维的后续加工，但是使用氨基硅油剂做为纤维的整理剂，氨基硅油剂含量的高低会影响纤维的质量，纤维上氨基硅油剂过多会影响纤维的吸水性、抑菌性等其它物理性能；过少则达不到纤维分散的效果，因此准确测量、控制壳聚糖纤维中氨基硅油剂的油量尤其重要。
现有的壳聚糖纤维长丝及变形丝含油率测定方法主要包括以下两种：1.采用索氏萃取法，利用油剂能溶解于某些有机溶剂的性质，通过脂肪抽出器将试样表面的油剂抽出，所得抽出液加以蒸发烘干，称量不易挥发的油剂，然后计算出纤维上的含油率，有机溶剂大多采用异丙醇作为溶剂，异丙醇分子量大、沸点高、有毒性，需浪费大量的时间，工作效率低，并且成本高；2.皂洗涤法，使用皂液对纤维进行多次洗涤，使纤维上的非纤维物质定量地转移到皂液中，称量纤维前后的重量差，然后计算出纤维上的含油率。上述方法的不足之处在于：壳聚糖的成分中含有大量的氨基和羧基，极容易与氨基硅油剂中的有机硅以化合键的方式反应结合而导致了纤维中的有机硅含量增多，很难被有机溶剂溶解或皂液洗掉，现有技术往往溶解、洗涤不彻底，影响氨基硅油剂测量结果的准确性；其次大量有机溶剂的使用还造成环境的污染和资源浪费。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，采用分光光度计测量壳聚糖纤维中氨基硅油剂的油量，方法简单、可靠，易于操作，不但节约测量成本，而且没有环境污染之虞，具有反应时间短、准确率高、成本低、效率高的优点。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：其具体步骤为：
步骤1，灰化：对经过氨基硅油处理的壳聚糖纤维进行灰化处理，把氨基机硅油中的硅经氧化成二氧化硅；
步骤2，硝解：将进行灰化处理后的壳聚糖纤维与无水碳酸钠、硝酸溶液混合，使二氧化硅与硝酸溶液发生酸化硝解反应，过滤后制得含有硅酸的样液；
步骤3，显色：将含有硅酸的样液与钼酸铵溶液混合，使硅酸与钼酸铵反应生成黄色的硅钼黄，再将硅钼黄经硫酸亚铁溶液、硫酸溶液还原成蓝色的硅钼蓝；
步骤4，测定分光度：用分光光度计测定显色后的溶液在595nm波长下的吸光度；
步骤5，计算含油量：根据制定的标准曲线，计算出经过氨基硅油处理的壳聚糖纤维中的氨基硅油含量。
在上述技术方案的基础上，步骤2中，所说的硝酸溶液是将硝酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
在上述技术方案的基础上，步骤3中，所说的钼酸铵溶液是将1～2g钼酸铵，溶于100mL蒸馏水中制得的；所说的硫酸亚铁溶液是将5g硫酸亚铁溶于适量水中，加入10mL硫酸与其反应后，再稀释至100ml制得的；所说的硫酸溶液是将硫酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
在上述技术方案的基础上，所说的制定的标准曲线的绘制方法如下：
步骤1，在六个50mL容量瓶中分别加入0、1、2、5、10、15mL硅酸标准溶液，分别加水稀释成浓度为0、0.02、0.04、0.1、0.2、0.3um/mL的溶液；
步骤2，分别取步骤1中六个50mL容量瓶中不同浓度的溶液20mL，加入10mL钼酸铵溶液，混匀；另取20mL水，加10mL钼酸铵溶液，作为空白参比溶液；
步骤3，将加入钼酸铵溶液的七份待测溶液40℃恒温水浴加热反应40分钟后，加入硫酸亚铁溶液5mL、硫酸溶液3mL反应40分钟，室温冷却30分钟；
步骤4，将步骤3中冷却后的溶液用分光光度计在595nm波长下测定显色后样液吸光度；
步骤5，以吸光度为纵坐标，硅酸标准溶液浓度为横坐标，绘制出制定的标准曲线。
在上述技术方案的基础上，步骤1中，所说的硅酸标准溶液是将1mL硅酸标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度1000mL制得的；所说的硅酸标准储备溶液是将优级纯硅酸2.829克置于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度1000mL制得的。
在上述技术方案的基础上，步骤2、步骤3中，所说的钼酸铵溶液是将1～2g钼酸铵，溶于100mL蒸馏水中制得的。
在上述技术方案的基础上，步骤3中，所说的硫酸溶液是将硫酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
本发明所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，采用分光光度计测量壳聚糖纤维中氨基硅油剂的油量，方法简单、可靠，易于操作，不但节约测量成本，而且没有环境污染之虞，具有反应时间短、准确率高、成本低、效率高的优点。
具体实施方式
本发明所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，除非另有说明，以下仅使用分析纯试剂和符合GB/T6682规定的三级水。
本发明公开了一种壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其具体步骤为：
步骤1，灰化：对经过氨基硅油处理的壳聚糖纤维进行灰化处理，把氨基机硅油中的硅经氧化成二氧化硅；
步骤2，硝解：将进行灰化处理后的壳聚糖纤维与无水碳酸钠、硝酸溶液混合，使二氧化硅与硝酸溶液发生酸化硝解反应，过滤后制得含有硅酸的样液；
步骤3，显色：将含有硅酸的样液与钼酸铵溶液混合，使硅酸与钼酸铵反应生成黄色的硅钼黄，再将硅钼黄经硫酸亚铁溶液、硫酸溶液还原成蓝色的硅钼蓝；
步骤4，测定分光度：用分光光度计测定显色后的溶液在595nm波长下的吸光度；
步骤5，计算含油量：根据制定的标准曲线，计算出经过氨基硅油处理的壳聚糖纤维中的氨基硅油含量。
在上述技术方案的基础上，步骤2中，所说的硝酸溶液是将硝酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
在上述技术方案的基础上，步骤3中，所说的钼酸铵溶液是将1～2g钼酸铵，溶于100mL蒸馏水中制得的；所说的硫酸亚铁溶液是将5g硫酸亚铁溶于适量水中，加入10mL硫酸与其反应后，再稀释至100ml制得的；所说的硫酸溶液是将硫酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
在上述技术方案的基础上，所说的制定的标准曲线的绘制方法如下：
步骤1，在六个50mL容量瓶中分别加入0、1、2、5、10、15mL硅酸标准溶液，分别加水稀释成浓度为0、0.02、0.04、0.1、0.2、0.3um/mL的溶液；
步骤2，分别取步骤1中六个50mL容量瓶中不同浓度的溶液20mL，加入10mL钼酸铵溶液，混匀；另取20mL水，加10mL钼酸铵溶液，作为空白参比溶液；
步骤3，将加入钼酸铵溶液的七份待测溶液40℃恒温水浴加热反应40分钟后，加入硫酸亚铁溶液5mL、硫酸溶液3mL反应40分钟，室温冷却30分钟；
步骤4，将步骤3中冷却后的溶液用分光光度计在595nm波长下测定显色后样液吸光度；
步骤5，以吸光度为纵坐标，硅酸标准溶液浓度为横坐标，绘制出制定的标准曲线。
在上述技术方案的基础上，步骤1中，所说的硅酸标准溶液是将1mL硅酸标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度1000mL制得的；所说的硅酸标准储备溶液是将优级纯硅酸2.829克置于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度1000mL制得的。
在上述技术方案的基础上，步骤2、步骤3中，所说的钼酸铵溶液是将1～2g钼酸铵，溶于100mL蒸馏水中制得的。
在上述技术方案的基础上，步骤3中，所说的硫酸溶液是将硫酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
上述技术方案中，本发明涉及到以下仪器与设备：
2.1分光光度计：波长595nm，配有10毫米的聚酯比色皿。
2.2具塞三角烧瓶：150mL。
2.3恒温水浴锅：40±2℃。
2.4马弗炉 ：650±10℃
2.5坩埚 ：Φ100×h40毫米
以下通过具体实施例来进一步解释本发明所述的方法。
1配置试剂：
1.1硝酸溶液
硝酸(HNO3，ρ＝1.51g/ml)与水按体积比为1：1～3：1混合。体积比可以是1：1、1.2：1、1.4：1、1.6：1、1.8：1、2：1、2.2：1、2.4：1、2.6：1、2.8：1或3：1。
1.2硅酸标准储备溶液(1000mg/L)
可使用标准物质或如下方法配制：
硅酸(H2SiO4，优级纯)，称取2.829克置于1000ml容量瓶中，用水稀释刻度。注：标准储备溶液在常温(15℃～25℃)下，保质期一个月，当出现混浊、沉淀或有颜色变化等现象时，应重新制备。
1.3硅酸标准溶液(1mg/L)：
移取1mL标准储备溶液(1.2)于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度。当天配制。
1.4显色剂(钼酸铵溶液)
称取1～2g钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·H2O]，溶于100mL蒸馏水中，制得钼酸铵溶液。钼酸铵可以是1g、1.1g、1.2g、1.3g、1.4g、1.5g、1.6g、1.7g、1.8g、1.9g或2g。
1.5硫酸溶液
硫酸(H2SO4，ρ＝1.84g/ml)与水按体积比为1：1～3：1混合。体积比可以是1：1、1.2：1、1.4：1、1.6：1、1.8：1、2：1、2.2：1、2.4：1、2.6：1、2.8：1或3：1。
1.6硫酸亚铁溶液(50g/L)
称取5g硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，溶于适量水中，加10mL硫酸，稀释至100ml。
1.7无水碳酸钠(Na2CO3)
市售。
2壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法的具体测定步骤为：
步骤1，灰化：取有经过氨基硅油处理的壳聚糖纤维代表性样品，剪碎至2厘米×2厘米以下，混匀，称取10g式样两份供平行实验，精确至0.01g，置于具盖的坩埚中，在马弗炉中650℃进行灰化处理1小时，冷却至室温。
步骤2，硝解：将进行灰化处理后的壳聚糖纤维加入无水碳酸钠(1.7)60g，搅匀；移至250ml的烧杯中，加100mL硝酸溶液(1.1)，搅拌反应2小时充分溶解，过滤后作为样液供分析用。
步骤3，显色：取步骤2所得样液20mL，加入10mL显色剂溶液——钼酸铵溶液(1.4)混匀；另取20mL水，加10mL显色剂溶液，作为空白参比溶液；40℃恒温水浴加热反应40分钟后，加入硫酸亚铁溶液(1.6)5mL、硫酸溶液(1.5)3mL反应40分钟，室温冷却30分钟。
步骤4，测定分光度：用分光光度计，在595nm波长下测定显色后样液吸光度，该吸光度记为A1；在595nm波长下测定空白样液的吸光度，该吸光度记为A2。
步骤5，计算含油量：
5.1标准工作曲线的绘制：
5.11分别取0、1、2、5、10、15mL硅酸标准溶液(1.3)于50mL的容量瓶中，加水稀释至刻度，配成浓度为0、0.02、0.04、0.1、0.2、0.3um/mL的溶液。
5.12分别取(5.11)中不同浓度的溶液20mL，加入10mL显色剂混匀；另取20mL水，加10mL显色剂溶液，作为空白参比溶液。40℃恒温水浴加热反应40分钟后，加入硫酸亚铁溶液(1.6)5mL、硫酸溶液(1.5)3mL反应40分钟。室温冷却30分钟，在595nm波长下测定显色后样液吸光度。
5.13以吸光度为纵坐标，硅酸标准溶液浓度(ug/mL)为横坐标，绘制标准曲线。
5.2计算和结果的表示
根据式(1)计算每个试样的校准吸光度：
A＝A1—A2 (1)
式(1)中：
A——校正吸光度；
A1——显色后样液的吸光度；
A2——空白样液的吸光度。
用校准后的吸光度值，通过上述制定的标准曲线查出纤维中硅的浓度。然后根据式(2)计算试样中硅油的含量：
X＝c×V×F/m (2)
式(2)中：
X——试样中硅油的含量，单位毫克每千克(mg/kg)；
c——样液中硅离子浓度，毫克每升(mg/L)；
V——样液的体积，单位为毫升(mL)；
m——试样的质量，单位为克(g)；
F——硅和硅油之间的转化率。
以上两个试样的平均值作为样品的试验结果，即可得到壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量。
Claims (7)
1.一种壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：其具体步骤为：
步骤1，灰化：对经过氨基硅油处理的壳聚糖纤维进行灰化处理，把氨基机硅油中的硅经氧化成二氧化硅；
步骤2，硝解：将进行灰化处理后的壳聚糖纤维与无水碳酸钠、硝酸溶液混合，使二氧化硅与硝酸溶液发生酸化硝解反应，过滤后制得含有硅酸的样液；
步骤3，显色：将含有硅酸的样液与钼酸铵溶液混合，使硅酸与钼酸铵反应生成黄色的硅钼黄，再将硅钼黄经硫酸亚铁溶液、硫酸溶液还原成蓝色的硅钼蓝；
步骤4，测定分光度：用分光光度计测定显色后的溶液在595nm波长下的吸光度；
步骤5，计算含油量：根据制定的标准曲线，计算出经过氨基硅油处理的壳聚糖纤维中的氨基硅油含量。
2.如权利要求1所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：步骤2中，所说的硝酸溶液是将硝酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
3.如权利要求1所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：步骤3中，所说的钼酸铵溶液是将1～2g钼酸铵，溶于100mL蒸馏水中制得的；所说的硫酸亚铁溶液是将5g硫酸亚铁溶于适量水中，加入10mL硫酸与其反应后，再稀释至100ml制得的；所说的硫酸溶液是将硫酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
4.如权利要求1所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：所说的制定的标准曲线的绘制方法如下：
步骤1，在六个50mL容量瓶中分别加入0、1、2、5、10、15mL硅酸标准溶液，分别加水稀释成浓度为0、0.02、0.04、0.1、0.2、0.3um/mL的溶液；
步骤2，分别取步骤1中六个50mL容量瓶中不同浓度的溶液20mL，加入10mL钼酸铵溶液，混匀；另取20mL水，加10mL钼酸铵溶液，作为空白参比溶液；
步骤3，将加入钼酸铵溶液的七份待测溶液40℃恒温水浴加热反应40分钟后，加入硫酸亚铁溶液5mL、硫酸溶液3mL反应40分钟，室温冷却30分钟；
步骤4，将步骤3中冷却后的溶液用分光光度计在595nm波长下测定显色后样液吸光度；
步骤5，以吸光度为纵坐标，硅酸标准溶液浓度为横坐标，绘制出制定的标准曲线。
5.如权利要求4所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：步骤1中，所说的硅酸标准溶液是将1mL硅酸标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度1000mL制得的；所说的硅酸标准储备溶液是将优级纯硅酸2.829克置于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度1000mL制得的。
6.如权利要求4所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：步骤2、步骤3中，所说的钼酸铵溶液是将1～2g钼酸铵，溶于100mL蒸馏水中制得的。
7.如权利要求4所述的壳聚糖纤维中氨基硅油剂含量的测试方法，其特征在于：步骤3中，所说的硫酸溶液是将硫酸与水按体积比为1：1～3：1混合后的溶液。
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