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浓缩胶乳产品质量检测

时间:2022-11-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:浓缩胶乳不应含有在生产的任何阶段加入的固定碱。总干差过大,不仅表示浓缩胶乳的非橡胶物质含量多、纯度低,而且会降低胶乳的稳定性,影响产品质量。因此,通过测定浓缩胶乳的总固形物含量,可为控制制胶生产,使产品符合质量要求提供必要的依据。

能力目标:了解浓缩胶乳产品质量检测项目,掌握浓缩胶乳干胶含量、总固形体含量、机械稳定度、挥发脂肪酸 (VFA)值的测定方法和技术要求。

一、浓缩胶乳产品标准

根据GB/T8289—2001浓缩胶乳规格,各项质量标准如下 (见表2-3-10):

表2-3-10 浓缩胶乳技术要求

(一)范 围

本标准规定了全部或部分氨保存的离心法和膏化法生产的浓缩天然胶乳的规格。

本标准适用于巴西橡胶树胶乳生产的浓缩天然胶乳。

(二)定 义

浓缩天然胶乳为含氨或其他保存剂并经浓缩加工的天然胶乳。

(三)技术要求

浓缩胶乳应符合表列出的总固形体含量或干胶含量的要求。

如果浓缩胶乳加入氨以外的其他保存剂,则应说明这些保存剂的化学性质和大约用量。浓缩胶乳不应含有在生产的任何阶段加入的固定碱。

(四)取 样

浓缩胶乳应按GB/T8290规定的方法取样。

二、浓缩胶乳取样 (GB8290—87)

(一)应用范围

本标准参照采用国际标准ISO123—1985《浓缩胶乳取样》。

本标准规定了天然浓缩胶乳的取样程序和方法。本标准只适用于巴西三叶橡胶树的天然浓缩胶乳,不适用于配合胶乳、硫化胶乳。

(二)引用标准

GB8298—87《天然浓缩胶乳总固体含量的测定》。

(三)定义 (本标准采用下列的定义)

1.批:在一致条件下加工或生产的一定数量的胶乳,需要从中取试样。

一批胶乳可以装在一个或几个容器内,例如可以由数桶同样的胶乳组成。

2.样品:从一批中抽取的任何数量的胶乳。

3.实验室样品:用于实验室检查和实验的一定数量的胶乳,实验室样品代表该批胶乳。

4.试样:将实验室样品过滤所得一定数量的胶乳,适于进行实验。

注:测定凝块含量用的是实验室样品,不用试样。

(四)仪器设备

1.搅拌器

用来使桶装胶乳均匀一致。装在大口桶中的胶乳可采用下列 (1)或 (2)所述的工具,装在小口桶内的胶乳可用下列 (3)所述的工具。

(1)带圆盘的不锈钢柱塞式搅拌器

盘的直径约为150mm,盘上开有孔,孔的直径约为10mm。

(2)电动搅拌器

转速为100~700r/min,轴上带有可折叠的双叶不锈钢螺旋桨,全打开时直径至少为110mm,桨叶离桶底的距离约为胶乳高度的1/10。搅拌轴上也可装双层螺旋桨,转速应能使胶乳频频翻动,但不致引起涡流,浸在胶乳中的部分不应含铜。

(3)电动滚桶机

桶的转速约10r/min。

2.桶装胶乳取样管

使用下列 (1)或 (2)所述的工具。

(1)玻璃管

内径10~15mm,长度至少1m,两端开口,还备有塞子,以便玻璃管从胶乳中抽出时把管子塞住。

(2)不锈钢取样管

内径约25mm,长度至少1m,利用控制装置把管子的底部打开或关闭。

3.从胶乳罐车或贮胶罐中抽取胶乳样品的设备

对深度在3m或3m以上的胶乳取样时,应使用下列 (1)所述的设备,对深度不到3m的胶乳取样时,应使用下列 (2)或 (1)所述的设备。

(1)取样器

为已称重的圆柱形不锈钢容器,容量约1L,有塞子把容器塞住,利用控制装置可将塞子取下。容器应足够重,以便塞住的容器能自由地沉入胶乳。容器顶部至少有两处地方系着坚固的细绳,细绳由不受胶乳影响的材料制成,长度应超过取样胶乳的深度。

(2)不锈钢取样管

内径25mm,长3m,利用控制装置可使管子的底部打开或关闭。

4.烧 杯

容量为2L,用于盛接取样管或取样器中的胶乳。烧杯应耐碰撞,内表面光滑,不会与胶乳发生化学反应

5.样品瓶

容量为1L,有螺旋盖,内表面光滑,应使用不会与胶乳发生化学反应的不渗透材料制成,例如玻璃或某些塑料,但不得使用薄的或挠性的塑料容器。

6.不锈钢丝布

丝布孔径宽度为180±10μm。

(五)取 样

在所有的取样阶段都应防止胶乳中进入空气,并且使胶乳曝露在空气中的时间尽量最短。

1.初步检查

出境目测检查胶乳中是否有大凝块、结皮和外来杂质。

2.从桶中取样

随机抽取总件数的10%作为代表样品桶。

(1)均 化

按照下列①、②或③规定的方法之一将胶乳搅拌均匀。

①对于小口桶,如果有滚桶器,则将桶放在滚桶器上,以10r/min的速度滚动24h。如果没有滚桶器,则将桶放倒在地上,来回轻快地滚动不少于10min,然后把桶翻过来倒立15min,再重复滚动操作至少10min,然后立正,随即取。

②如果是大口桶,则应取下盖子,使用带圆盘的不锈钢柱塞式搅拌器,将胶乳彻底搅拌至少10min。

③用电动搅拌器搅拌桶内胶乳10min,避免搅拌过度。

(2)从桶内取实验室样品

胶乳均化后,立即用玻璃管或不锈钢取样管取实验室样品。

使用玻璃管时,玻璃管必须清洁和干燥。将玻璃管慢慢插入桶内胶乳中,直到桶底,然后用塞子把玻璃管的上端塞住,再将玻璃管从桶中抽出,把管中的胶乳放入清洁和干燥的样品瓶中。重复上述操作,直到有足够的胶乳装入样品瓶,样品瓶内应留有2%~5%空间,以便有热膨胀的余地。把瓶盖拧紧在瓶上。

如果使用不锈钢取样管,则将管慢慢插入桶的胶乳中,让管子的底部打开,直到取样管达到桶底。然后放松手柄,使取样管的底部关闭,再将管子从桶中抽出,用烧杯接住,压下手柄即可将管中的胶乳放出。重复这一操作,直到获得足够的胶乳。把烧杯中的胶乳倒入清洁和干燥的样品瓶,样品瓶内应留有2%~5%的空间。把瓶盖拧紧在瓶上。

(3)从几个桶中取样

如果需要从几个桶中对同一批胶乳取样,例如从10%桶内取胶乳样品,那么从每个桶中抽取的胶乳数量可以相应地减少。将各个部分样品合在一起并加搅拌,再把形成的实验室样品装入瓶中。

3.从胶乳罐车和贮胶罐中取样

(1)取样操作

(2)均化实验

从胶乳表面往下100mm处和离胶乳底部100mm处分别取样,再按照GB8298—87《天然浓缩胶乳总固体含量的测定》规定的方法测定总固体含量。如果顶部样品和底部样品的总固体含量的差异超过0.5% (m/m),则需将胶乳再彻底均化,直至所得样品的测定结果的差异在允许范围内。

(3)从罐内取实验室样品

当均化实验中规定的均化度已达到后,取三个容积相似的样品。第一个样品在胶乳顶面中心与中部中心之间一半的地方取样。第二个样品在胶乳中部中心取样。第三个样品在胶乳中部中心与底部中心之间一半的地方取样。将这三个样品合在一起并加搅拌均匀,然后倒入样品瓶。

如果使用取样管,则可只取一个样品,取样的方法是让取样管底部打开,把取样管插入胶乳直到底部,然后关闭取样管的底部,再把取样管从胶乳中抽出。

注:凝块含量是用实验室样品进行测定,而不是用试样进行测定。

4.试样的制备

仔细搅拌实验室样品,并通过不锈钢丝布过滤,将经过过滤的胶乳移入另一个样品瓶,瓶内需留有2%~5%的空间,把瓶盖拧紧。

三、浓缩胶乳的常规检验

(一)总固形物含量的测定 (GB/T8298—2001)

1.测定意义

总固形物含量是衡量浓缩胶乳的指标之一。根据测得的总固形物含量和干胶含量,就可以计算出总干差,总干差的大小,表示浓缩胶乳非橡胶物质含量的多少。总干差过大,不仅表示浓缩胶乳的非橡胶物质含量多、纯度低,而且会降低胶乳的稳定性,影响产品质量。因此,通过测定浓缩胶乳的总固形物含量,可为控制制胶生产,使产品符合质量要求提供必要的依据。

2.测定原理

将试样放在烘箱内,按规定的常压条件下加热至恒重。通过加热前后的质量变化来测定总固体含量。

3.仪 器

内径约60~100mm的平底称皿、能在70±2℃或105±5℃下控温的恒温干燥箱、能读至0.1mg的分析天平、干燥器。

4.测定方法

(1)取 样

按GB/T8290规定的方法之一取样。

(2)操作程序

将平底皿称量,精确至0.1mg。加入2.0±0.5g胶乳,称量,精确至0.1mg。轻轻转动皿,使里面的胶乳覆盖皿底,必要时可加入1ml蒸馏水或纯度与之相当的水,并转动使水与胶乳混合均匀。

将平底皿放入烘箱使其水平放置,在70±2℃加热16h或105±5℃下加热2h,或者加热至试料没有白色时取出,在干燥器内冷却至室温后称量。然后再放入烘箱在70±2℃下加热30min,或在105±5℃下加热15min后取出,在干燥器内冷却至室温再称量。反复烘干、冷却、称重,直至连续称重之差小于0.5mg即可。

如果在105±5℃下加热后,胶膜太黏,则改用70±2℃重新测定。

5.结果计算

总固体含量 (TS)按下式计算,以质量分数表示:

式中:m0——试料的质量(g);

m1——干燥后的质量(g)。

双份平行测定结果之差不应大于0.2%。

(二)干胶含量的测定 (GB/T8299—2001)

1.测定意义

干胶含量是衡量浓缩胶乳的质量指标之一。测定干胶含量的目的与测定总固形物含量一样,为的是计算总干差,确定产品等级;同时,为控制生产,使产品质量要求以及制胶生产的经济核算提供依据。

2.测定原理

将浓缩胶乳试料稀释至总固体含量为25%,并用乙酸酸化。然后将凝固的橡胶压成薄片,在70℃下干燥。

3.仪器、试剂

(1)仪 器

内径约60~100mm的平底称皿、能在70±2℃或105±5℃下控温的恒温干燥箱、能读至0.1mg的分析天平、干燥器。

(2)试 剂

在分析中,只使用确定的分析纯试剂、蒸馏水或纯度与之相当的水。

①乙酸:20g/L的水溶液 (用于氨保存的浓缩胶乳)。

②乙酸:50g/L的水溶液 (用于氢氧化钾保存的浓缩胶乳)。加50g冰乙酸于500ml丙二醇中,用水稀释至1L。

4.测定方法

(1)取 样

按GB/T8290规定的方法取样。

(2)操作程序

①如果未知浓缩胶乳的总固体含量,按GB/T8298进行测定。

②进行两份平行测定。

③用减差法从称量瓶中称取10±1g浓缩胶乳放入皿中,精确至1mg。沿皿的内壁倒入足量的水使浓缩胶乳的总固体含量降至25%±1% (m/m)。在光滑的表面上小心转动皿,使胶乳稀释均匀。根据实际情况,按序号为4或5继续进行。

④对用氨保存的浓缩胶乳,用20g/L乙酸溶液75±3ml在5min内沿着皿的内壁加入胶乳中,同时缓慢地转动皿。

将凝固的胶片轻轻地压入液面下。在皿上盖一块表面皿,置于蒸汽浴上加热15~30min,如果乳清呈乳浊液,则加95% (V/V)的乙醇5ml,然后按序号为6继续进行。

⑤对用氢氧化钾保存的浓缩胶乳,加入50g/L乙酸溶液25±5ml,同时用细玻璃棒搅拌,并用水将黏附在玻璃棒上的胶乳洗入皿中。

将凝固的胶片轻轻地压入液面下。在皿上盖一块表面皿,置于蒸汽浴上加热15~30min。

⑥当乳清呈清亮时,用大凝块摩擦以收集橡胶小凝粒。将凝固橡胶置于水中浸泡,期间换水几次,直到用石蕊试纸检验时水不再呈酸性为止。

挤压凝固的橡胶以排出水分,并获得厚度不超过2mm的均匀胶片。合适的方法是把凝固的橡胶小心地放在玻璃板上,用一个直径约45mm的玻璃圆柱体或一个小的摄影胶卷卷筒首先沿着四周滚压,然后再压向中心。

将胶片在流水中彻底漂洗,对用氨保存的浓缩胶乳,至少要漂洗5min;对用氢氧化钾保存的浓缩胶乳,则至少漂洗2h。让漂洗过的胶片滴水几分钟后再放入烘箱干燥。

⑦胶片在70±2℃下干燥,直到没有白点。如果胶片放在大的表面皿上干燥,则在最初几小时的干燥时间内将胶片翻转两三次。然后置于干燥器内冷却后称重。重复干燥、冷却和称重操作,直至连续称重之差小于1mg即可。

注,如果胶片太黏,怀疑在70℃下发生严重的氧化,则应采用较低的干燥温度,例如55℃。

5.结果计算

按下式计算浓缩胶乳干胶含量 (DRC),以质量分数表示:

式中:m0——试料的质量(g);

m1——干胶片的质量(g)。

所得结果应保留两位小数。

两份平行测定结果不应超过均值的0.1% (m/m),否则,应重新测定。

(三)碱度的测定 (GB/T8300—2001)

1.测定意义

对于高氨保存的胶乳,碱度低于0.60%时,胶乳容易腐败,不能长期保存,浓缩胶乳的机械稳定度随贮存时间上升较慢,且最高值也较小;高过0.75%,浓缩胶乳的机械稳定度上升快,最高值也大,但下降也快,且浪费氨水,增加制品成型时除氨的困难和费用,胶乳贮存时间较长后,还会因促进非橡胶物质分解而降低胶乳的化学稳定度。

2.测定原理

用电位滴定或用甲基红作目测指示剂,在加有稳定剂的情况下将浓缩胶乳用酸滴定至p H=6.0,再根据所需的用酸量计算胶乳的碱度。

3.仪器、试剂

(1)仪 器

使用电位滴定时需要下列仪器:

①p H计,配备有玻璃电极和饱和甘汞电极,能读至0.01个单位。

②玻璃电极,使用于p H达12.0的溶液。

③机械搅拌器,配备有接地马达和非金属叶片;也可使用电磁搅拌器。

(2)试 剂

①稳定剂溶液:5% (m/m)烷基酚聚氧乙烯缩合物类非离子稳定剂溶液,使用前应将溶液的p H调节至6.0±0.01。

②标准滴定溶液:硫酸c=0.05mol/L,或盐酸c=0.1mol/L。

③甲基红0.1% (m/m)的乙醇溶液,乙醇的含量至少为95% (V/V)。

使用电位滴定时,不需要甲基红溶液。

4.测定方法

(1)取 样

按GB/T8290规定的方法取样。

(2)操作程序

按GB/T18012规定的方法校准p H计。

在盛有约200ml水的400ml烧杯中,边搅拌边加入10ml稳定剂溶液。用减差法从称量瓶称取5~10g浓缩胶乳,精确至10mg,加入烧杯并充分搅拌。

插入玻璃电极,在连续搅拌下,用滴定管加硫酸或盐酸溶液直到p H降至6.0±0.05。在接近终点时,要逐滴加酸。

如不用电位滴定,可用甲基红作目测指示剂,以颜色转为粉红色时为终点。

进行两份平行测定。

5.结果计算

根据实际情况按下式的规定计算浓缩胶乳的碱度。

(1)如果浓缩胶乳用氨保存,按式(1)计算碱度,以每100g胶乳中含氨(NH3)的克数表示:

式中:F1——系数:盐酸为1.7,硫酸为3.4;

c——所用的盐酸或硫酸溶液的实际浓度 (mol/L);

V——所用酸的体积 (ml);

m——试料的质量 (g)。

实际碱度在0.5个单位以上,平行测定结果之差大于0.02个单位时或者实际碱度等于或小于0.5个单位,平行测定结果之差大于0.01个单位时,应重新测定。

(2)如果浓缩胶乳用氢氧化钾保存,按式 (2)计算碱度,以每100g胶乳中含氢氧化钾的克数表示:

式中:F2——系数:盐酸为5.61,硫酸为11.22;

c、V和m与 (1)的相同。

若平行测定结果之差大于0.03个单位,则重新测定。

(四)机械稳定度的测定 (GB/T8301—2001)

1.测定意义

机械稳定性是用高速搅拌的方法测定胶乳能承受机械搅拌而不凝固的程度。机械稳定度低的胶乳在配料搅拌中容易产生凝块,致使操作困难。测定浓缩胶乳的机械稳定性,不仅是制胶厂的需要,还可以大致检验浓缩胶乳的腐败程度,为控制和改善工艺条件,提高产品质量提供必要的条件。

2.测定原理

将浓缩胶乳样品稀释至总固体含量为55% (m/m),再以高速搅拌。记录引起最初可见絮凝时所需的时间,以秒为单位表示,作为衡量机械稳定度的方法。

3.仪器、试剂

(1)仪 器

①机械稳定度测定仪

a.胶乳容器,平底的圆筒,高度至少90mm,内径58±1mm,筒壁厚约2.5mm,内表面应光滑。聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃容器都适用。

b.搅拌装置,包括一根垂直的不锈钢轴,轴呈锥形,其长度足够达到胶乳容器的底部。轴端直径约6.3mm,在其准确同轴位置上连接着一个呈水平状的光滑的不锈钢圆盘,圆盘直径20.83±0.03mm,厚1.57±0.05mm。整个实验过程中,搅拌装置的搅拌速度应保持在14000±200r/min,在此速度下,轴的摆动不应超过0.25mm。

c.胶乳容器支架,支架应保证旋转轴的轴线与胶乳容器的轴线同心,而且应保证搅拌圆盘的底部与胶乳容器底部的内表面相距13±1mm。

②加热方法

可采用如下两种方法之一:

a.水浴,能保持温度60~80℃;

b.玻璃管,弯曲成能插入胶乳中的形状,管内通入温度为60~80℃的循环水。

③不锈钢丝织物

应符合GB/T6003.1的要求,平均网孔尺寸180±7.6μm。

(2)试 剂

氨溶液应使用确认的分析纯氢氧化铵配制,必须贮放在密闭的容器内。

在规定用水的地方,应使用不含碳酸盐的蒸馏水或纯度与之相当的水。

①氨溶液,含1.6% (m/m)的氨,用于碱度至少为0.3% (相对于浓缩胶乳)的浓缩胶乳。

②氨溶液,含0.6% (m/m)的氨,用于碱度在0.3%以下 (相对于浓缩胶乳)的浓缩胶乳。

4.测定方法

(1)取 样

按GB/T8290规定的方法进行取样。

注:样品的贮存期和贮存温度可能对机械稳定度有不良的影响。

(2)操作程序

在第一次打开样品瓶的24h之内进行双份测定。如果浓缩胶乳的总固体含量和碱度未知,则应分别按GB/T8298和GB/T8300进行测定。

注:如果机械稳定度测定仪附近大气中的二氧化碳浓度超过正常的浓度 [约0.03%(V/V)],胶乳的机械稳定度就会降低。这一效应在二氧化碳浓度只有0.05% (V/V)时就可能很明显了。大气中二氧化碳浓度高的原因,可能是附近有产生二氧化碳的设施,例如某些煤气加热器或油热器。

将玻璃烧杯中的100g胶乳用适当的氨溶液稀释至55.0%±0.2% (m/m)总固体含量,然后立即用加热方法之一将稀释胶乳加热至36~37℃ (即略高于实验温度),同时轻轻搅拌。将加热的稀释胶乳立刻用不锈钢丝织物过滤,并称取80.0±0.5g经过滤的胶乳放在胶乳容器内。核实胶乳的温度应是35±1℃,把容器放在规定的位置上,搅拌胶乳,保证在整个实验过程中搅拌器的转速保持在14000±200r/min,直至超过终点为止。

在终点到达之前,可以看到搅拌轴周围的旋涡深度明显变浅。

判定终点的方法是每隔15s用干净的玻璃棒取一滴胶乳,将其轻轻地扩散在适当的表面上,例如手掌、显微镜玻璃载片、水面或不锈钢丝织物上,第一次出现絮凝粒时即为终点。为了确认终点已到达,可将胶乳再搅拌15s后取样,如试样中的絮凝粒数量增加,即说明所取的终点是正确的。

5.结果计算

将开始搅拌至到达终点的时间 (s)作为浓缩胶乳的机械稳定度。

双份测定结果之差不应大于它们平均值的5%,否则,应重新测定。

(五)凝块含量的测定

1.测定意义

在制胶生产过程中,胶乳虽然经过过滤和沉降等处理,但在制成浓缩胶乳后,由于在加工和贮存过程中胶乳仍然会产生一定量的小凝块。这种小凝块在制品工艺中极危害,如制造浸渍制品时,如果小凝块含量太多,则制出的成品质量就太差,甚至出现大量的次品或废品,因此,测定浓缩胶乳的凝块含量,可为制胶工艺和制品工艺的条件提供必要的依据。

2.测定原理

利用凝块不能穿过一定密度的筛网,以过滤的方法将凝块留在过滤筛里,烘干后而被测定。

3.仪 器

80目的圆形不锈钢筛及内径约4cm的钢管夹套。测定时,将不锈钢筛放入钢管套内夹住。

4.测定方法

(1)将过滤筛洗净烘干至恒重,然后夹入钢管套中,并置于玻璃斗上。

(2)用天平称取200±0.5g已充分搅拌的浓缩胶乳样品,放在600ml烧杯中,加入浓度1.6%的氨水,使胶乳的干胶含量约为25%。

(3)在玻璃漏斗上,用上述装置的过滤筛过滤胶乳样品,并用1.6%的氨水洗去凝块上所附的胶乳,再用蒸馏水冲洗。

(4)从钢管夹套中取出留有凝块的过滤筛,放入70±2℃的烘箱内烘至恒重 (在分析天平上称重)。

由于凝块在样品中分布得不很均匀,因此,每次必须做三个试样,然后取平均值表示。

5.结果计算

每100g总固形物的胶乳中所含凝块的克数,称为凝块含量,其计算公式如下:

式中:m0——胶乳样品的质量(g);

m1——钢丝布的质量(g);

m2——钢丝布加干胶凝块的质量(g)。

由于凝块在胶乳中分布不均匀,每样品作三个平行测定,然后取平均值。

6.注意事项

(1)洗涤凝块时,要防止凝块遗失。

(2)注意防止外来杂质的沾污。

(六)铜含量的测定

1.测定意义

铜是橡胶的氧化强化剂,其含量多时会促进橡胶老化,缩短胶乳制品的使用寿命。由于天然橡胶的生理作用,在排出的胶乳中已含有铜、锰、铁等变价金属的化合物,但其含量很少,而在加工过程中,却有可能混入较多量的有害杂质,如加工用水、过滤装置、装胶容器等,因此,测定铜含量可以为改进工艺操作,提高质量提供依据。

2.测定原理

将胶乳烘干成总固体,然后在高温炉中灰化,用酸溶解,使其中的铜元素转变为无机盐形态存在于溶液中,使铜离子与二乙基二硫代氨基甲酸钠反应生成络合物,用乙酸丁酯抽提后进行比色测定。

3.仪器、试剂

(1)仪 器

分析化验的一般仪器,以及:

①高温炉:能保持500~700±20℃。

②72-1型分光光度计:比色槽光程长度10~20mm。

(2)试 剂

纯度要求均在分析纯以上,水质要求使用两次蒸馏水。

①硝酸、盐酸混合酸液,配制体积比例如下 (配制后溶液应清亮无色):

硝酸∶盐酸∶水=1∶2∶3

②1∶20硫酸溶液。

③1∶1氢氧化铵溶液。

④0.1%甲酚红指示剂溶液:把0.1g甲酚红溶于50ml乙醇 (95%)中用水稀释至100ml。

⑤10%EDTA二钠溶液:取乙二胺四乙酸二钠10g溶于100ml水中。

⑥20%柠檬酸铵溶液:取40g柠檬酸溶于160ml水中,加甲酚红指示剂溶液4滴,用氢氧化铵溶液中和,再继续滴加1∶1氢氧化铵溶液,使p H值调至9左右 (即刚显紫红色,低于9时为黄色),加水至200ml,把该溶液移入250ml的分液漏斗中,加二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液4ml、乙酸丁酯10ml,剧烈振荡3min,静置分层。打开活塞,将下层柠檬酸铵相放入另一个250ml分液漏斗中,弃去乙酸丁酯相,再加入乙酸丁酯10ml于柠檬酸铵相中,剧烈振荡3min,静置分层,然后分离柠檬酸铵相,用干燥滤纸过滤,除去留在柠檬酸铵相中乙酸丁酯残滴。

⑦铜标准溶液:称取0.393g含5个结晶水硫酸铜,放入150ml烧杯中,加水100ml溶解,加入3ml浓硫酸。将该溶液转移至1000ml容量瓶,并用水稀至刻度,摇匀,即成原溶液。用移液管吸取10ml原溶液,放入100ml容量瓶中,并用水稀释至刻度。此液含铜10μg/ml,应以原溶液随用随配。

4.标准工作曲线的制作

用微量滴定管分别取1ml含10μg铜的铜标准溶液,0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50ml分别放入7个60ml分液漏斗中,并依次加入0.1%甲酚红指示剂一滴、20%柠檬酸铵溶液5ml、10%EDTA二钠溶液2ml,用1∶1氨水调节p H值至呈现微紫色,同时用水调节溶液体积为20ml左右,加入0.1%二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液2ml,然后用水稀释溶液体积为25ml,摇匀,加入乙酸丁酯10ml,剧烈振荡3min,静置待分层后,弃掉水相,加入1∶20硫酸溶液5ml,剧烈振荡1min,弃掉水溶液,用干滤纸滤入10ml棕色量瓶里。用10mm比色槽,以435nm波长,测定其透光率,换算成光密度,减去空白光密度,以光密度为纵坐标,铜标准溶液的毫升数为横坐标,作图即得一直线,这直线即标准工作曲线。

5.操作步骤

剪取均匀总固体试样碎条 (直径约1~2mm)约10g,贮于有硅胶的干燥器内24h后,取出称重 (准确至1mg),试样用直径150mm的定量滤纸包住置于50ml坩埚内,加盖移入高温炉内,缓慢升温进行灰化,初时调节控制温度为220~250℃,以后每0.5h升温20℃,至450℃以后每0.5h升温50℃,直至550~600℃保持4~8h,以灰分呈白色无黑点为止。关掉高温炉,待凉至200℃以下取出坩埚。坩埚冷却后加入混合酸液10ml,在蒸汽浴或电热砂浴上加热使之微沸 (注意不能盛沸溅出),直至溶液由黄变清,加入15ml蒸馏水,继续加热15min,取下稍凉,把溶液注入50ml容量瓶中,并稀释至刻度备用。取10ml试液,按制作标准工作曲线相同的手续进行比色测定。每个试样做3个平行测定,并作空白对照。

6.结果计算

铜含量计算根据测得的透光率,换算成光密度,减去空白的光密度,从标准工作曲线上求出相当于铜标准溶液的毫升数V,按下式计算试样中的含铜量,以mg/kg总固体为单位:

式中:V——试样相当于铜标准溶液的毫升数;

r——铜标准溶液含铜量 (μg/ml);

m——试样总固体质量 (g)。

每个试样做3个平行测定,结果值与平均值之差应小于0.4单位,然后取平均值(注:为了获得足够的精确度,透光率最好在30%~80%之间。如果由于铜含量特别高或特别低,则应更换光径长度不同的比色槽以及相应的条件)。

(七)锰含量的测定

1.测定意义

锰是橡胶的氧化强化剂,其含量多时会促进橡胶老化,缩短胶乳制品的使用寿命。由于天然橡胶的生理作用,在排出的胶乳中已含有铜、锰、铁等变价金属的化合物,但其含量很少,而在加工过程中,却有可能混入较多量的有害杂质,如加工用水、过滤装置、装胶容器等,因此,测定锰含量可以为改进工艺操作,提高质量提供依据。

2.测定原理

将橡胶与硫酸氢钾共同灰化,使其中的锰转化成可溶性物质。灰分在稀硫酸中溶解后,用磷酸络合溶液中存在的任何铁离子,并与高碘酸钾一起沸腾氧化成高锰酸盐,然后进行比色测定。

3.仪器试剂

(1)仪 器

普通实验室分析仪器,以及:

①72-1型分光光度计:附有光径长度10~50mm比色槽。

②坩埚:标称容量50~80ml的石英坩埚或瓷坩埚。

③高温炉:能维持550~600±20℃。

(2)试 剂

纯度均在分析纯以上,水质要求均为两次蒸馏水。

①硫酸氢钾。

②高碘酸钾。

③硫酸 (硫酸含量95%~98%)。

④稀硫酸1∶17硫酸溶液。

⑤磷酸 (磷酸含量85~90%)。

⑥稀磷酸1∶1磷酸溶液。

⑦锰标准溶液:称取0.770g硫酸锰置于一小烧杯内,用含有2ml硫酸的水溶解之,将溶液转移于500ml容量瓶中,稀释至刻度,这一溶液至少可以稳定一个月,用移液管吸取20ml上述贮备液于另一个500ml容量瓶中,再稀释至刻度,此溶液每毫升含有20μg锰,应在使用时用贮备液新配。

4.标准工作曲线的制作

用微量滴定管分别取1ml=20μg锰的锰标准溶液0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50ml分别放入7个150ml高型烧杯中,每个烧杯中加入稀硫酸20ml、稀磷酸3ml、硫酸氢钾5g、高碘酸钾0.3g。加热使之沸腾,维持20min,同时不断补加蒸馏水,保持溶液体积为30~40ml,待溶液冷却至室温后,转移于50ml容量瓶中,用双蒸水稀释至刻度。

在72-1型分光光度计中,用525nm波长、50mm比色槽,测定溶液的透光率,换算成光密度,减去空白光密度,以光密度为纵坐标,锰标准溶液的毫升数为横坐标,描点画线即为标准工作曲线。

5.操作步骤

(1)称取10g干燥的胶乳总固体,剪成碎条 (直径1~2mm),在硅胶干燥器内停放24h以后,称准至1mg。

(2)用直径150mm的定量滤纸包住,放在50~80ml的石英坩埚或瓷坩埚中,面上加硫酸氢钾5g,盖好置高温炉中升温,初期控制220~250℃,如果开始冒烟,即需暂停升温,以后每0.5h升温20℃,至450℃开始每0.5h升温50℃,直至550~600℃停止升温,保持4~8h,以能灰化成白色无黑点为止,关掉高温炉,待凉至200℃以下取出坩埚,稍凉。

(3)在每一坩埚中,加入稀硫酸20ml,将坩埚置于蒸汽浴上加热30min将坩埚内容物洗入150ml高型烧杯中,同时用玻棒移出不溶固体。轻微沸腾溶液10min,取出稍凉,将溶液通过玻璃过滤漏斗 (规格100×2)过滤入150ml高型烧杯中,以20ml左右水冲洗漏斗和不溶物。

(4)于滤液中加入3ml稀磷酸,以完全脱除铁离子的黄色干扰,如认为必要可多加1ml稀磷酸,于溶液中加入0.3g高碘酸钾,加热至沸并保持20min,不断补充双蒸水以维持体积30~40ml,取出高型烧杯,让其冷却至室温,将溶液转移入50ml容量瓶中,用两次蒸馏水稀释至刻度 (经过混合,颜色应能稳定数小时)。

(5)同时作一空白实验。

将制备好的溶液在72-1型分光光度计中以525nm波长、50mm比色槽,进行比色测定,记录透光率,换算成光密度,减去空白光密度,对照标准工作曲线查出相应的锰标准溶液的毫升数V。

6.计算结果

锰含量 (%)按下式计算:

式中:V——相应于锰标准溶液的毫升数 (ml);

r——锰标准溶液的锰含量 (μg/ml);

m——试样的总固体质量 (g)。

(八)残渣含量的测定

1.测定意义

残渣是指胶乳中的尘土、砂粒、树皮碎片和磷酸镁铵等外来的非橡胶物质。显然,残渣含量高的胶乳所制得的胶乳制品,特别是薄膜制品,质量较差 (有砂眼等缺陷),残次品率高。

2.测定原理

每100g胶乳中所含残渣的克数。

3.仪器、试剂

(1)仪 器

离心机,平均加速度约为12000m/s2,至少具有两根50cm3离心管

(2)试 剂

氨—醇溶液,其组成如下:

①氢氧化铵,ρ=0.90±0.02g/cm3,10ml;

②乙醇,最低纯度95% (V/V),340ml;

③水,1000ml。氢氧化铵应具确认的分析纯的纯度,所用的水应为蒸馏水或纯度相当的水。

4.实验步骤

(1)用两根相互平衡的离心管进行双分测定。在每根管中称40~45g胶乳,称量准确至0.1g。

(2)盖好管口,以防离心过程中形成表面结皮,离心20min,平均加速度约为12000m/s2。先用勺将膏状层尽量取出,然后用下端口径约为2mm的移液管,将距残渣顶面约10mm以上的胶乳吸出。

(3)用氨—醇溶液充满离心管至顶部,再离心25min,用移液管吸出距残渣顶面约10mm以上的液体,反复进行此操作至离心后上层液体变为清彻透明为止。

(4)轻轻倒出上层的清液至10mm的标线,用一些氨—醇溶液将残渣完全洗入已知质量的容量约为200ml的耐热烧杯内。蒸发至一较低液面之后,在70±2℃烘箱内干燥,直至在30min内质量损失少于1mg为止。

5.结果计算

残渣含量 (%)按下式计算:

式中:m0——试样的质量(g);

m1——干燥残渣的质量(g)。

平行测定两个结果相差不得大于0.002%,然后取平均值。

(九)挥发脂肪酸值的测定

1.测定意义

挥发脂肪酸值能较敏感地反映胶乳保存,特别是早期保存的好坏。挥发脂肪酸值高的胶乳,其机械稳定度往往较低。这是由于乳清离子强度增加的结果。挥发脂肪酸值过大的胶乳,因溶解氧化锌的能力较强,化学稳定度较低,此外,挥发脂肪酸值对胶乳制品性能也有一定的影响,因此,测定胶乳挥发脂肪酸值的含量,对了解和改善制品工艺有重要意义。

2.测定原理

挥发脂肪酸值是中和含有100g总固体的浓缩胶乳中的挥发脂肪酸所需氢氧化钾的克数。

3.仪器试剂

(1)仪器马氏蒸馏器1个。

(2)试 剂

①30%硫酸铵溶液。

②50%硫酸溶液。

③0.01mol/L氢氧化钠标准溶液,用邻苯二甲酸氢钾以滴定法标定。

④0.5%酚酞溶液指示剂,用0.5g酚酞溶于100ml50%乙醇中。

4.样品制备

(1)首先测定浓缩胶乳的总固体含量和干胶含量。

(2)在烧杯中称取50g胶乳,在搅拌情况下,准确加入50ml30%硫酸铵溶液进行凝固。必要时可将烧杯浸在70℃水浴上继续搅拌,直至凝固 (一般在15min内可凝固好)。将乳清挤出用滤纸过滤,把凝块移至研钵中用研杵将乳清挤出,并在同一过滤器中过滤。

(3)吸取25ml过滤后的乳清,放入一干燥的100ml锥形瓶中,准确加5ml50%硫酸酸化,摇匀,待测。

5.测定方法

(1)使蒸汽通入马氏蒸馏器至少15min,然后放开蒸汽出口,使蒸汽经蒸馏器的外层夹套从出口流出,用移液管吸取20ml酸化后的乳清放入蒸馏器的内管中,在冷凝器端部放一个100ml的容量瓶作接收器。然后部分关闭蒸汽出口的夹子,使蒸汽转入内管进行蒸馏。

(2)开始时蒸馏宜慢,然后用夹子关闭全部蒸汽出口,并调节蒸汽进入的速度,使每分钟馏出3~5ml液体,直到馏出液为100ml为止。

(3)将馏出液转入250ml锥形瓶中,然后加入4滴酚酞指示剂,以0.01mol/L氢氧化钠标准溶液进行滴定,当溶液由无色变为淡红色时为终点。

空白实验:以20ml蒸馏水代替50g胶乳,同样加入50ml30%硫酸铵溶液,取出此混合液25ml,加5ml50%硫酸,酸化后取20ml按上法进行蒸馏及滴定。

6.蒸馏校正系数的测定

由于受仪器体积大小及蒸馏情况等的影响,蒸馏可能会稍有不完全,因此每一蒸馏器在使用前都必须先求出蒸出率的校正值。

(1)用吸移管准确吸取20ml0.03mol/L乙酸标准溶液放入干燥的锥形瓶中,加入30%硫酸铵饱和溶液50ml。

(2)取出此混合溶液25ml置于另一个干燥锥形瓶中,加入5ml50%硫酸,摇匀后取出20ml,按上法进行蒸馏及滴定。重复一次,取其平均值,按下式求出蒸馏出校正系数F (F一般为1.03左右)。

式中:c0——乙酸标准溶液的浓度(mol/L);

c1——氢氧化钠标准溶液的浓度(mol/L);

V——滴定时氢氧化钠标准溶液的用量 (ml);

V0——空白实验氢氧化钠标准溶液用量(ml)。

7.结果计算

挥发脂肪酸值 (按下式)计算:

式中:c——氢氧化钠标准溶液的浓度 (mol/L);

V——样品滴定时氢氧化钠标准溶液的用量 (ml);

V0——空白实验滴定时氢氧化钠标准溶液的用量(ml);

WDR——胶乳干胶含量(%);

WTS——胶乳的总固体含量(%);

F——蒸馏校正系数。

每个试样做两个平行测定,其结果值大于0.10单位时相差应在10%单位以内。结果值在0.10单位以下时,结果相差应在0.01单位以内,然后取平均值。

(十)氢氧化钾值的测定

1.测定意义

中和100g总固体的胶乳中各种酸类所需氢氧化钾的克数,称为氢氧化钾值。其值小,在一定程度上标志胶乳的化学稳定度高。保存不好的胶乳,其氢氧化钾值必定会高,但是氢氧化钾值高的胶乳,却不一定保存不好。因此,它主要用来测定胶乳含氧化锌时,能长期稳定而必须加入氢氧化钾的最低数量。

2.测定原理

氢氧化钾值是每100g总固体的浓缩胶乳中与氨化合的酸根等当量的氢氧化钾的克数。

3.试 剂

(1)5%甲醛溶液

用分析纯浓甲醛加蒸馏水配制而成,用氢氧化钾中和其酸性。配制后,取10ml5%甲醛溶液,用混合指示剂及0.1mol/L氢氧化钾标准溶液进行滴定,记录其消耗量V1(ml)。此量最好控制在0.1~0.5ml范围内。

(2)混合指示剂

1g百里香酚蓝、3g酚酞,溶解于1000ml50%的乙醇中。

(3)0.1mol/L氢氧化钾标准溶液。

4.测定方法

用减差法称10g(准确至10mg)胶乳,放入250ml三角瓶中,加蒸馏水100ml,从滴定管中放入0.1mol/L氢氧化钾标准溶液1ml,摇匀,然后加10ml5%甲醛溶液及1ml混合指示剂,继续用0.1mol/L氢氧化钾标准溶液进行滴定,直至试液颜色由黄变成紫色为止。

5.结果计算

氢氧化钾值的计算:

式中:c——氢氧化钾标准溶浓度 (mol/L);

V——滴定时氢氧化钾标准溶液用量 (ml);

V1——10ml5%甲醛溶液所需氢氧化钾标准溶液的用量(ml);

WTS——胶乳总固体含量(%);

m——胶乳质量 (g)。

每个样品作两个平行测定,结果差值应小于平均值的5%,然后取平均值。

若胶乳含有硼酸,借减去存在的硼酸 (按照GB8294—87《天然浓缩胶乳硼酸含量的测定》)当量的氢氧化钾来校正氢氧化钾值。计算方法如下:

含硼酸的氢氧化钠当量=91×WBA/WTS

式中:WBA——胶乳中硼酸含量%;

WTS——胶乳中总固体含量%。

(十一)硼酸含量的测定

1.测定意义

硼酸是杀菌剂,常用作低氨浓缩胶乳的保存剂。含有硼酸的天然浓缩胶乳的挥发脂肪酸值较低,这是由于硼酸使胶乳氧化还原电势保持氧化态,主要对生成挥发脂肪酸的微需氧细菌起杀灭作用。但硼酸对胶乳机械稳定性有不利影响,含有硼酸的胶乳氢氧化钾值偏高。测定硼酸含量可对控制生产工艺和产品质量提供依据。

2.测定原理

将含有大约0.02g硼酸的一定量胶乳的p H值调整到7.5,在此p H值条件下硼酸实质上是以非离解态存在。然后加入过量甘露糖醇使之形成强酸性硼酸—甘露糖醇络合物。此时就析出与胶乳中存在的硼酸等当量的氢离子,使胶乳的p H值下降。根据使胶乳的p H值回复到7.5所需的碱量即可测得硼酸含量。

3.仪器、试剂

(1)仪 器

①p H计,实验时测定p H值能准确至0.01单位。

②移液管,容量2.5ml和50ml。

③滴定管,容量适宜。

(2)试 剂

所用试剂应具有确认的分析纯的质量,在测定过程中所使用的水应为蒸馏水或纯度相当的水。

①盐酸溶液:2% (m/m)。

②稳定剂溶液:含5% (m/m)适宜的环氧乙烷缩合非离子型稳定剂。

③甘露糖醇。

④硼酸溶液:精确称取5g硼酸溶于水,在容量瓶中释至1000ml。

⑤氢氧化钠溶液:c≈0.05mol/ml。

(3)溶液标定

用移液管吸取5ml硼酸溶液放入250ml烧杯中,加入2ml稳定剂及50ml水。用p H计测定溶液的p H值,如果超过5.5,则在不断地搅拌下逐滴加入盐酸溶液,使p H值降到5.5至2.5的范围内。溶液静置15min后,在不断搅拌下用滴定管加入氢氧化钠溶液直到p H值达7.50。在继续搅拌下加入4g甘露糖醇,溶液的p H值即下降。再用滴定管加入氢氧化钠溶液,记录使溶液p H值回复至7.5所需的溶液体积。

(4)浓度计算

以摩尔每升表示的氢氧化钠溶液的浓度c,按下式求:

式中:m——1000ml硼酸溶液中的硼酸量 (g);

V——使溶液的p H回复至7.50所需的氢氧化钠溶液体积 (ml)。

4.测定方法

(1)在250ml烧杯中称取约10g胶乳,称量准确至0.1g,加入2ml稳定剂溶液和50ml水。

(2)在不断搅拌下逐滴加入盐酸溶液直至p H计测定的浓缩胶乳p H值在5.5至2.5之间。静置15min,在不断搅拌下用滴定管加入氢氧化钠溶液直到p H值达到7.50。

(3)在继续搅拌下加入4g甘露糖醇,溶液的p H值即下降,再用滴定管加入氢氧化钠溶液,记录使溶液p H值回复至7.50所需的溶液体积。

5.结果计算

浓缩胶乳中硼酸(H3BO3)含量,以质量百分数计,按下式求:

式中:c——按上述计算的氢氧化钠溶液的实际浓度 (mol/ml);

V2——使胶乳的p H值回复至7.50所需的氢氧化钠溶液体积(ml);

m0——胶乳试样的质量(g)。

两次测定结果相差不得大于0.01%,然后取平均值。

四、综合训练

1.说说高氨浓缩胶乳产品的标准规格要求。

2.取一定数量的浓缩胶乳,检测它的干胶含量、总固形体含量、碱度、机械稳定度、凝块含量、残渣含量、挥发脂肪酸 (VFA)值、KOH值,分析它的产品质量情况,并出示检验结果报告书 (见表2-3-11)。

表2-3-11 检验结果报告书

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