纸浆抗碱性和碱溶解度测定方法

在化学浆加工生产人造纤维及其他纤维素衍生物的化学加工过程中，原始纸浆的碱溶解度是工业生产中的重要技术指标之一。原浆碱溶解度的高低，对人造纤维浆粕生产过程中碱处理段纤维素的得率，以及在磺化时所消耗的二硫化碳量起着决定性的作用。因而，测定纸浆的抗碱性和碱溶解度具有重要的意义。

表征纸浆纤维素抗碱性能的主要指标是测定纸浆的α-纤维素（甲种纤维素）和碱溶解度。

测定纤维素对碱作用的稳定性，1900年克劳斯（Cross）和贝文（Bevan）提出了α-纤维素、_β-纤维素和γ-纤维素的概念。综纤维素或漂白化学浆用175g/L（17.5%）氢氧化钠溶液在20℃下处理45min，再用95g/L（9.5%）氢氧化钠洗涤，使非纤维素的碳水化合物大部分被溶出，剩下的不溶解残渣称为α-纤维素；上述处理中溶于175g/L氢氧化钠溶液，再用醋酸中和时又沉淀出来的部分称为_β-纤维素；酸化后仍溶解在溶液中的部分称为γ-纤维素。

在漂白化学浆中，α-纤维素包括纤维素与抗碱的半纤维素：_β-纤维素为高度降解的纤维素与半纤维素；γ-纤维素为半纤维素；_β-纤维素与γ-纤维素包含植物原料制成漂白浆后留在浆内的半纤维素，也有一部分是纤维素在制浆过程中的降解产物。

在我国浆粕生产中一直以α-纤维素含量作为主要指标。在中华人民共和国纺织行业标准《FZ/T 51001—2009黏胶纤维用浆粕》中，规定黏胶长丝用棉浆粕质量指标的一等品、二等品和三等品的α-纤维素分别不低于96.0%、95.5%和95.0%；而黏胶纤维用棉浆粕质量指标规定分别不低于93.0%、92.5%和92.0%。

然而，由于在实验室测定α-纤维素含量时的处理条件与生产上制备碱纤维素的条件有所不同，因而认为α-纤维素含量并不能足够准确地反映出在生产过程中纤维素对碱作用的稳定性。例如，在测定α-纤维素含量时，试样用175g/L氢氧化钠处理后，要用水进行洗涤，在洗涤过程中碱的浓度由175g/L逐渐降低至0，因此所得到的α-纤维素含量实际上并不仅仅代表对175g/L氢氧化钠的碱稳定性。特别是当碱浓降至100～120g/L（10%～12%）时，因在此碱浓下纤维素的溶解度最大，从而会使部分未溶于175g/L碱浓的纤维素在此时也可溶出。此外测得的α-纤维素含量中尚含有抗碱的半纤维素，故根据α-纤维素含量并不能准确地预计人造纤维的实际得率。(www.xing528.com)

由于上述原因，有些研究者不主张用α-纤维素含量作为工业用浆的质量指标，而认为测定化学浆对不同浓度氢氧化钠的溶解度才能更恰当地反映此浆在化学加工中的适用性。

在国外，欧美等国在人造纤维木浆粕生产中采用S值（碱溶解度）和R值（抗碱度）作为浆样的质量指标。通常测定S₁₀、S₁₈和R₁₀、R₁₈，分别表示纸浆在氢氧化钠浓度为100g/L（10%）和180g/L（18%）时的碱溶解度和抗碱度。

在浆粕生产中引用S值和R值的测定方法，是用不同浓度的氢氧化钠溶液在20℃下处理纸浆60min，可溶解的部分经重铬酸钾氧化，用容量法测定剩余重铬酸钾的量，从而计算出纤维素的含量，以对绝干浆样的质量分数表示，称为纸浆的碱溶解度（S值）。而不溶解部分采用重量法测定，先用与处理纸浆相同浓度的氢氧化钠溶液在相同温度下进行洗涤，然后酸化、洗涤、烘干并称重，以对绝干浆的质量分数表示，称为纸浆的抗碱度（R值）。对于含灰分和其他非碳水化合物杂质少（低于0.1%）的纸浆：抗碱度（R值）=100-碱溶度（S值）。

抗碱度R₁₀被认为是纤维素的长链部分，相当于通常所谓α-纤维素；而碱溶解度S₁₀则包含半纤维素和降解的短链纤维素；S₁₈主要是被称为γ-纤维素的典型半纤维素；（S₁₀～S₁₈）可以看成相当于通常的_β-纤维素。

本节介绍纸浆抗碱性的测定方法（参见国标《GB/T 744—2004纸浆 抗碱性的测定》和我国纺织行业标准《FZ/T 50010.4—2011黏胶纤维用浆粕 甲种纤维素含量的测定》），同时介绍纸浆碱溶解度的测定方法（参见《GB/T 5401—2018纸浆 碱溶解度的测定》）。