褐煤蜡测定方法
一、范围
本标准规定了褐煤蜡样的采取和制备、褐煤蜡熔点、褐煤蜡滴点、褐煤蜡中溶于丙酮物质(树脂物质)、褐煤蜡中苯不溶物、褐煤蜡灰分、褐煤蜡酸值和皂化值、褐煤蜡密度、褐煤蜡黏度,褐煤蜡加热损失、褐煤蜡中地沥青含量试验方法。本标准适用于褐煤蜡。 二、褐煤蜡样的采取和制备 1、采、制样工具 1.1 铲子; 1.2 小锤; 1.3 带盖铁盒; 1.4 镀锌铁盘或搪瓷盘;
1.5 标准筛:5mm圆孔筛,1mm网筛; 1.6 镀锌铁板:1m×1m; 1.7 研钵;
1.8 杵状硬质木棒:长250mm~300mm; 1.9 二分器或十字分样板; 1.10 簸箕; 1.11 磨口玻璃瓶。 2、试样的采取 2.1 采样基本原则
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2.1.1 采样单元:整批袋装褐煤蜡产品的总袋数为一个采样单元。 2.1.2 子样数目:总袋数大于或等于50袋时,最少子样数目为总袋数的10%;袋数少于50袋时,最少子样数目为5个。
2.1.3 子样点布置:以一袋褐煤蜡产品为一个子样点,子样点的确定应遵循“均匀分布,使每一个子样点都有机会被选出”原则。 2.1.4 子样量和总样量:子样量不得少于20g,总样量不得少于1000g。 2.2 采样方法
2.2.1 片状或粒状的产品,应离表面1/3处用铲子取出一个子样,各袋中所取试样量应大约相等,试样装入铁盒中,盒内外各附一张标签,密封保存。
2.2.2 模铸块状的产品,每个采样袋中取出2块,用小锤在每块试样上从3处取大小近似相等的小块,试样装入铁盒中,盒内外各附一张标签,密封保存。 2.3 试样的制备
2.3.1 将采取的褐煤蜡用研钵、研棒捣碎成粒度不大于5mm的颗粒,并全部过5mm圆孔筛。
2.3.2 用堆锥四分法或二分器缩分褐煤蜡样,直至缩分成2个500g的褐煤蜡样,其中一个500g褐煤蜡样装入清洁干燥磨口玻璃瓶中,贴上标签,密封保存,供仲裁之用。
2.3.3 用堆锥四分法或二分器从另一个500g褐煤蜡样中分出100g,并用研棒捣碎成粒度不大于1mm的颗粒,全部过1mm网筛;将400g
2
小于5mm的褐煤蜡样和100g小于1mm的褐煤蜡样分装于2个清洁干燥带磨口塞的玻璃瓶中,贴上标签,送化验室分析检验。
2.3.4 堆锥四分法缩分褐煤蜡样:把已捣碎过筛的褐煤蜡样用铲子铲起堆成圆锥体,再交互地从褐煤蜡样堆两边对角贴底逐铲铲起堆成另一个圆锥。每铲铲起的褐煤蜡样不应过多,并分两三次撒落在新锥顶端,使之均匀地落在新锥的四周。如此反复堆掺三次,再由褐煤蜡样堆顶端从中心向周围均匀地将褐煤蜡样压成厚度适当的扁平。将十字分样板放在扁平体的正中,向下压至底部,褐煤蜡样被分成四个相等的扇形体,将相对的两个扇形体去掉,留下的两个扇形体再混合,按上述步骤直至缩分出合适质量的褐煤蜡样。二分器缩分褐煤蜡样:入料时,簸箕应向一侧倾斜,并要沿二分器的整个长度往复摆动,以使褐煤蜡样比较均匀地通过二分器。缩分后任取一边的褐煤蜡样。 2.3.5 标签上应注明:生产厂名称、产品名称、等级、批号、采样日期、制样人和检测项目。 三、褐煤蜡各指标的测定 1、褐煤蜡熔点的测定方法
1.1 方法要点:将装有褐煤蜡样的开口毛细管浸入熔点测定管水浴中,以一定升温速度加热,当蜡柱刚刚开始上升时的温度作为蜡样的熔点。 1.2 仪器、设备
1.2.1 熔点测定装置(如图1所示):
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1.2.1.1 熔点测定管;
1.2.1.2 温度计:50℃~100℃,分度为0.1℃;
1.2.1.3 毛细管:内径0.8mm~1.2mm,长约70mm,管壁厚度为0.2mm~0.3mm,两头开口;
1.2.1.4 可调电炉:500W(或小本生灯)。 1.2.2 瓷坩埚:50mL。
1.2.3 鼓风干燥箱:能在100℃~110℃恒温。 1.2.4 天平:感量1g。 1.2.5 支架。 1.2.6 带孔橡皮塞。 1.2.7 刀片。 1.3 测定步骤
1.3.1 称取粒度小于5mm的褐煤蜡样20g±1g放入瓷坩埚中,再将坩
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埚放到已加热到102℃~105℃的鼓风干燥箱中,待蜡样熔化后不时搅拌并保温1h,然后在该温度下静置至少30min。
1.3.2 将洗净干燥的毛细管一端,垂直浸入熔化的蜡样中约10mm深,在毛细管中形成蜡柱后取出(蜡柱内不应有气泡存在),待凝固后用刀片将粘附在毛细管外的蜡刮掉。管口蜡柱削平,在常温下放置12h或在冰水(0℃)中冷却10min即可进行测定。
1.3.3 把煮沸过并冷却到室温的蒸馏水倒入熔点测定管中,使液面高出支管口上15mm,然后把熔点测定管固定在支架上。
1.3.4 将装有蜡样的毛细管上部用橡皮筋缚于水银温度计上,使毛细管内蜡柱的一端紧贴在温度计水银球的侧面,并用一细橡皮筋缚在蜡柱的上平面上,以便于观察蜡柱的上升。
1.3.5 用带孔的橡皮塞将温度计固定在熔点测定管中,温度计的水银球要位于熔点测定管支管口下15mm处(如图1)。
1.3.6 用电炉或小本生灯加热熔点测定管,当距预测熔点10℃时,控制升温速度为(1℃±0.1℃)/min,观测蜡柱刚刚开始上升时的温度,即为蜡样的熔点。读数取小数点后两位。
1.3.7 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取到小数点后一位。 1.4 方法精密度
熔点测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
褐煤蜡的熔点(℃) 重复性限(℃) 再现性临界差(℃) 0.5 1.5
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2、褐煤蜡滴点的测定方法 2.1 方法要点
褐煤蜡样装入滴点计的脂杯中,在规定的加热条件下,记录褐煤蜡样从脂杯中滴出第一滴褐煤蜡液或流出25mm长褐煤蜡液时的温度,即为滴点。 2.2 试剂和材料
2.2.1 滴点计(GB/T 514):由温度计、金属套管和玻璃脂杯组成,脂杯细口的边缘是磨平的;
2.2.2 玻璃试管:直径40mm~50mm,长180mm~200mm; 2.2.3 高型烧杯:1000mL~2000mL; 2.2.4 搅拌器:金属或玻璃制; 2.2.5 砂浴电炉:温度可调节; 2.2.6 瓷坩埚:50mL; 2.2.7 玻璃板;
2.2.8 鼓风干燥箱:可在100℃~110℃恒温; 2.2.9 天平:感量0.1g; 2.2.10 支架;
2.2.11 液体石蜡或甘油等加热介质; 2.2.12 橡皮塞:中心开孔,侧面开切口。 2.3 测定步骤
2.3.1 称取粒度小于5.0mm的褐煤蜡样20g±1g放入瓷坩埚中,再将坩埚放到102℃~105℃的干燥箱中。待蜡样熔化后不断搅拌并保温
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1h,然后在该温度下静置至少30min。
2.3.2 将干燥的脂杯细口平放在一块玻璃板上,然后将准备好的蜡样从干燥箱中取出并立即小心地倒入脂杯中至接近宽口表面(蜡样不能带有气泡)。当脂杯边缘的蜡刚凝固时,将干燥的装上金属套管的温度计垂直插入脂杯中,使脂杯宽口的边缘与套管内部凸出边缘紧密贴合。注意金属套管上的侧孔不要被蜡堵塞。待温度计的指示温度降到25℃以下时再进行滴点的测定。
2.3.3 在清洁干燥的玻璃试管底部放一张圆形白纸,紧贴管底。 2.3.4 将带有脂杯和蜡样的温度计用一个中心开孔、侧面开切口的橡皮塞固定在玻璃试管当中,使温度计和玻璃试管的轴心线互相重合,并使脂杯细口边缘与玻璃试管底部的白纸相距10~20mm,用支架上的夹子将玻璃试管固定在高型烧杯中,使其成垂直状态,并使其底部与烧杯底相距10~20mm。然后向烧杯中加入加热介质,玻璃试管在加热介质中要浸入120~150mm。
2.3.5 烧杯中的加热介质要在不断搅拌下用砂浴电炉加热。当滴点计的温度达到预测滴点前10℃时,控制升温速度为1℃/min~2℃/min。 2.3.6 从脂杯中滴出第一滴蜡液时或从脂杯中流出的蜡接触到白纸时立即读出温度,作为此蜡样的滴点。读取小数点后一位。 2.3.7 取重复试验结果的平均值作为试验结果,结果取整数。 2.4 方法精密度
滴点测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
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褐煤蜡的滴点(℃) 重复性限(℃) 2 再现性临界差(℃) 3 3、褐煤蜡中溶于丙酮物质(树脂物质)的测定方法 3.1 方法要点
褐煤蜡样用丙酮在18~22℃下萃取。可溶部分经离心分离后蒸除溶剂,干燥至恒重。用恒重的残渣质量计算出溶于丙酮物质(树脂物质)的质量分数。 3.2 仪器和试剂
3.2.1 离心机:转速3000r/min;
3.2.2 玻璃锥形离心管:容量10mL,配1号橡皮塞; 3.2.3 蒸发皿:高20mm,口径60mm; 3.2.4 量筒:10mL(或10mL移液管); 3.2.5 锡箔或铝箔; 3.2.6 恒温水浴;
3.2.7 鼓风干燥箱:可在100℃~110℃恒温; 3.2.8 干燥器;
3.2.9 分析天平:感量0.0002g;
3.2.10 水银温度计:0℃~100℃,分度为0.1℃; 3.2.11 研钵;
3.2.12 标准筛:0.1mm网筛; 3.2.13 磨口玻璃瓶; 3.2.14 丙酮。
3.3 0.1mm褐煤蜡样的制备
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3.3.1 将粒度小于1mm的褐煤蜡样用四分法缩分出一份质量10g左右的蜡样。
3.3.2 把缩分出的蜡样用研钵研碎,直至全部通过0.1mm网筛为止;把褐煤蜡样搅拌均匀后装入清洁干燥的磨口玻璃瓶中备用。 3.4 测定步骤
3.4.1 称取粒度小于0.1mm的褐煤蜡样0.5g(称准至0.0002g),放入离心管中。记下开始操作时的温度(读至0.1℃)。
3.4.2 向离心管中加入7mL丙酮,同时测出丙酮的温度(读至0.1℃),用外包铝箔的橡皮塞将离心管口塞紧。将离心管上端边缘握在食指和中指之间,大拇指压紧橡皮塞(必须带乳胶手套),用手剧烈摇动2min。手的振动频率约90次/min,试管底部样品必须与丙酮充分混合。 3.4.3 打开橡皮塞,将粘附在塞子和离心管壁上的褐煤蜡样用1mL的丙酮冲洗入离心管内,然后把离心管放入离心机中离心2min~3min,此时管内溶液应澄清,如浑浊,应再离心一次。
3.4.4 将离心管内澄清的溶液倾析到已在105℃干燥并已恒重的蒸发皿中,再将蒸发皿放在蒸馏水浴上(或用红外灯)缓慢蒸干溶剂。 3.4.5 向离心管内加入7mL丙酮,沉淀物先用玻璃棒搅松,用少量丙酮把残留在玻璃棒上的沉淀物洗入离心管内,重复5.4.2至5.4.4步骤的操作4次以上,直至萃取液无色为止。记下操作完时的室温(读至0.1℃)。测定过程中需要严格控制温度,测定开始和终了时室温温差不超过0.5℃,室验室的温度应控制在18℃~22℃范围内。 3.4.6 将蒸除溶剂后的蒸发皿放在100℃~105℃的鼓风干燥箱中干
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燥1~2h,取出蒸发皿放入干燥器中冷却30min,进行称量(称准至0.0002g)。进行检查性干燥,每次30min,直至连续两次的质量变化不超过0.0004g。 3.5 结果计算
3.5.1 褐煤蜡样中溶于丙酮物质(树脂物质)的质量分数按下式计算:
Ac20K*(m2m1)m
式中:
Ac20——20℃时褐煤蜡中溶于丙酮物质(树脂物质)的质量分数,%;
m——褐煤蜡样的质量,g; m1——蒸发皿的质量,g;
m2——蒸发皿与溶于丙酮物质的质量之和,g。 K=100+2.5(20-t) 其中:
t=(t1+t2+t3)/3
t1——萃取时所用丙酮的温度,℃; t2——测定开始时的室温,℃; t3——测定结束时的室温,℃。
3.5.2 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取小数点后一位。 3.6 方法精密度
溶于丙酮物质(树脂物质)测定的重复性限和再现性临界差如下
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表规定:
丙酮可溶物的质量分数(%) <20 20~30 >30~50 >50 重复性限 0.3%(绝对值) 0.4%(绝对值) 0.5%(绝对值) 1.0%(相对值) 再现性临界差 0.5%(绝对值) 0.7%(绝对值) 0.9%(绝对值) 1.8%(相对值) 4、褐煤蜡中苯不溶物的测定方法 4.1 方法要点
褐煤蜡样放入滤纸筒内,然后将滤纸放入萃取装置中,用苯在水浴上加热回流萃取,取出滤纸筒,烘干至恒重,由滤纸中残渣的质量计算出苯不溶物的质量分数。 4.2 仪器和试剂
4.2.1 苯不溶物萃取装置(见图2所示);
4.2.1.1 磨口锥形瓶:500mL;
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4.2.1.2 球形冷凝管:末端磨口与锥形瓶配合,冷凝管中有2个对称小孔作挂钩用;
4.2.1.3 滤纸筒:直径20mm,高80mm,将大张中速定性滤纸裁成边长分别为75mm和50mm的正方形,用蒸馏水浸润,贴在干净玻璃板上,用手指轻轻搓去四边的滤纸毛。先将大正方形的滤纸裹在直径16mm的玻璃管外壁上,后将小正方形的滤纸裹在玻璃管底部(管底部带有一个小孔)。这样两者交替相裹,管壁、管底各3层。然后将其取下放在105℃干燥箱内烘干。 4.2.1.4 金属钩。
4.2.2 恒温水浴:恒温范围37℃~100℃; 4.2.3 鼓风干燥箱:可在100℃~110℃恒温; 4.2.4 红外灯; 4.2.5 干燥器;
4.2.6 带磨口的高型称量瓶:直径28mm,高95mm; 4.2.7 分析天平:感量0.0002g; 4.2.8 苯。 4.3 测定步骤
4.3.1 将滤纸筒放入高型称量瓶中,打开称量瓶盖,放入预先鼓风并已加热到102℃~105℃干燥箱中干燥1h,立即盖上盖,放入干燥器中,30min后称量(称准至0.0002g),进行检查性干燥,每次30min,直至连续两次干燥后的质量变化不超过0.0005g为止。
4.3.2 称取粒度小于1mm的褐煤蜡样5g±0.1g(称准至0.0002g),
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放入已质量恒定的滤纸筒内,在萃取装置的磨口锥形瓶中加入100ml苯,按图2所示接好萃取装置,滤纸筒不能与锥形瓶中的苯液相接触。在90℃水浴中萃取回流2h以上,直至滤纸筒中滴出无色苯液为止。 4.3.3 待滤纸筒内残留苯沥干后,取出滤纸放到原称量瓶中。打开称量瓶盖,先在红外灯下预干燥,再放入鼓风干燥箱中,重复6.3.1的操作。 4.4 结果计算
4.4.1 褐煤蜡中苯不溶物的质量分数按下式计算: ω(苯不溶物)=式中:
ω(苯不溶物)——苯不溶物的质量分数,%; m——褐煤蜡样的质量,g;
m1——高型称量瓶与滤纸筒质量之和,g; m2——高型称量瓶、滤纸筒和不溶物质量之和,g。
4.4.2 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取小数点后两位。 4.5 方法精密度
苯不溶物测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
褐煤蜡中苯不溶物 重复性限 0.1% 再现性临界差 0.15% (m2m1)m×100
5、褐煤蜡中灰分的测定方法 5.1 方法要点
称取一定量的褐煤蜡样,经高温灼烧后,以残留物的质量占褐煤
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蜡样质量的百分数作为褐煤蜡样的灰分。 5.2 仪器和设备
5.2.1 瓷坩埚:50mL,带有坩埚盖(只在样品着火时灭火用); 5.2.2 可调电炉:1000W;
5.2.3 马弗炉:能升温到850℃,可调节温度,通风良好; 5.2.4 坩埚钳:长把、短把各一个; 5.2.5 干燥器;
5.2.6 分析天平:感量0.0002g。 5.3 测定步骤
5.3.1 将坩埚洗净,干燥,然后放入马弗炉内,在800℃±10℃温度下灼烧1h,取出坩埚放在空气中冷却3min,再移入干燥器中冷却30min后,进行称量(称准至0.0002g)。进行检查性灼烧,每次30min,直至连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0004g为止。
5.3.2 称取粒度小于1mm的褐煤蜡样5g±0.1g(称准至0.0002g),放入已称量的坩埚中,将装有褐煤蜡样的坩埚放在通风橱内的电炉上缓慢加热炭化。控制加热温度,避免褐煤蜡样自坩埚内溢出或挥发物着火。如发生着火,应立即用坩埚盖将坩埚盖上,使火熄灭,试验作废。
5.3.3 当坩埚中仅剩下炭状残留物时,将其移入温度不高于100℃的马弗炉内,炉门开启10~15mm的缝隙,然后缓慢升温到800℃±10℃(如着火试验作废),关闭炉门,在此温度下灼烧1h。
5.3.4 取出坩埚放在空气中冷却3min,再移入干燥器中冷却30min
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后进行称量(称准至0.0002g)。进行检查性灼烧,每次30min,直至连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0004g为止。 5.4 结果计算
5.4.1 褐煤蜡样的灰分按下式计算: A=
(m2m1)m×100
式中:
A——褐煤蜡的灰分,%; m——褐煤蜡样的质量,g; m1——坩埚的质量,g; m2——盛有灰的坩埚质量,g。
5.4.2 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取小数点两位。
5.5 方法精密度
灰分测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
褐煤蜡灰分 重复性限 0.02% 再现性临界差 0.03% 6、褐煤蜡中酸值和皂化值的测定方法 6.1 方法要点
褐煤蜡用热的乙醇和二甲苯混合溶剂溶解,然后用氢氧化钾乙醇标准溶液进行滴定,算出酸值,接着再加氢氧化钾乙醇标准溶液,包括测定酸值所用的量在内共加20mL,在水浴上加热回流,然后用盐酸标准溶液进行反滴定,算出皂化值。 6.2 仪器和试剂
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6.2.1 酸值和皂化值的萃取装置,如图3所示:
6.2.1.1 磨口锥形瓶:300mL;
6.2.1.2 球形冷凝管:末端磨口与锥形瓶配合,水套长度约300mm; 6.2.2 酸滴定管:25mL,分度0.1mL; 6.2.3 碱滴定管:25mL,分度0.1mL;
6.2.4 恒温水浴:恒温范围37℃~100℃,恒温控制精确到±2℃; 6.2.5 荧光滴定台; 6.2.6 量筒:100mL和5mL; 6.2.7 移液管:20mL,10mL(直形); 6.2.8 容量瓶:1000mL; 6.2.9 滴瓶:25mL;
6.2.10 分析天平:感量0.0002g;
6.2.11 鼓风干燥箱:可在100℃~110℃恒温; 6.2.12 干燥器;
6.2.13 混合试剂:95%乙醇和二甲苯按(1+1)混合;
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6.2.14 溴百里香酚蓝指示剂:称取0.1g溴百里香酚蓝,称准至0.01g,溶于100mL95%乙醇中。每两周配制一次;
6.2.15 酚酞指示剂:称取1g酚酞,称准至0.01g,溶于100mL95%乙醇中;
6.2.16 0.1mol/L氢氧化钾乙醇标准溶液:
6.2.16.1 配制方法:称取氢氧化钾6.9g,用150mL蒸馏水溶解后,倒入1000mL容量瓶中,再用95%乙醇稀释至1000mL,摇匀。 6.2.16.2 标定:将邻苯二甲酸氢钾放在称量瓶中,打开盖放在120℃干燥箱中干燥2h,盖上盖取出,放在干燥器中冷却至室温。然后称取0.3g~0.4g(称准至0.0002g)置于250mL烧杯中,加蒸馏水100mL,温热使其溶解,加1%酚酞指示剂(2~3)滴,用上述配好的氢氧化钾乙醇溶液滴定至淡红色即为终点。至少需做4次重复标定,取极差不大于0.001mol/L的四次标定结果的算术平均值作为结果。 6.2.16.3 计算:
MGV*0.2042
式中:
M——氢氧化钾乙醇标准溶液的摩尔浓度,mol/L; V——滴定所消耗氢氧化钾乙醇标准溶液的体积,mL; G——邻苯二甲酸氢钾的质量,g;
0.2042——邻苯二甲酸氢钾的毫摩尔质量,g/mmol。 6.2.17 0.1mol/L盐酸标准溶液:
6.2.17.1 配制方法:用移液管移取盐酸(相对密度1.19g/mL)8.3mL,
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放入内装少量蒸馏水的300mL烧杯中,搅匀冷却后转移到1000mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。
6.2.17.2 标定:用移液管吸取已标定过的氢氧化钾乙醇溶液20mL,加入1%酚酞指示剂(2~3)滴,用刚配好的盐酸溶液滴定至由红色变为无色即为终点。至少需做4次重复标定,取极差不大于0.001mol/L的四次标定结果的算术平均值作为结果。 6.2.16.3 计算:
M1M*V1V2
式中:
M——氢氧化钾乙醇标准溶液的摩尔浓度,mol/L; V1——所消耗氢氧化钾乙醇标准溶液的体积,mL; V2——标定时所消耗的盐酸标准溶液的体积,mL; M1——盐酸标准溶液的浓度,mol/L。 6.3 酸值测定步骤
6.3.1 准确称取粒度小于1mm的褐煤蜡样0.3g(称准至0.0002g),放入干燥的300mL磨口锥形瓶中,用量筒加入60mL混合试剂,按图3接上球形冷凝管,在86℃~90℃的恒温水浴上加热回流15min(时间从第一滴溶剂由球形冷凝管末端滴下时算起),并不时振荡瓶内容物。
6.3.2 取出锥形瓶,立即加入1.5mL溴百里香酚蓝指示剂,在荧光滴定台上趁热用0.1mol/L氢氧化钾乙醇标准溶液滴定到蓝色不变时为止,记下氢氧化钾乙醇溶液用量。在每次滴定过程中,从锥形瓶停止
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加热到滴定完毕所用时间不应超过4min。 6.3.3 滴定时需同时做空白试验。 6.4 皂化值的测定步骤
6.4.1 测定酸值后的溶液中再加0.1mol/L氢氧化钾乙醇溶液,包括滴定酸值所用量在内共加20mL。
6.4.2 在86℃~90℃的恒温水浴上加热回流105min,然后从冷凝管开口处用量筒加入50mL95%乙醇,再回流15min。
6.4.3 取出锥形瓶,立即加入1mL溴百里香酚蓝指示剂,在荧光滴定台上趁热用0.1mol/L盐酸溶液滴定到溶液由蓝色变为黄色,稍停如又出现蓝丝,再继续滴定到蓝丝消失。如此反复多次,直至不再出现蓝丝即为终点。 6.5 结果计算
6.5.1 褐煤蜡的酸值按下式计算:
酸值M*(V3-V4)*56.11m
式中:
酸值——褐煤蜡的酸值,以KOH计,mg/g; M——氢氧化钾乙醇标准溶液的浓度,mol/L;
V3——测定蜡样时滴定所消耗氢氧化钾乙醇溶液的体积,mL; V4——空白试验时滴定所消耗氢氧化钾乙醇溶液的体积,mL; m——蜡样质量,g。
56.11——氢氧化钾的摩尔质量,g/mol。 6.5.2 褐煤蜡皂化值按下式计算:
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皂化值M1*(V6-V5)*56.11m
式中:
皂化值——褐煤蜡的皂化值,以KOH计,mg/g; M1——盐酸标准溶液的浓度,mol/L;
V5——测定褐煤蜡样时滴定所消耗盐酸溶液的体积,mL; V6——空白试验时滴定所消耗盐酸溶液的体积,mL; m——蜡样质量,g。
6.5.3 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取整数。 6.6 方法精密度
酸值和皂化值测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
酸值(mg/g) 皂化值(mg/g) 重复性限 4 6 再现性临界差 5 10 7、褐煤蜡密度的测定方法 7.1 方法要点
用广口密度瓶测出20℃下褐煤蜡样体积,根据同温度下蜡样的质量和体积计算出蜡样的密度。 7.2 仪器、材料和试剂
7.2.1 广口密度瓶:瓶身高70mm,外径25mm,带有一直径1.6mm小孔的磨口玻璃塞,见图4所示。
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7.2.2 恒温水浴:能保持20℃±0.5℃恒温; 7.2.3 分析天平:感量0.0002g; 7.2.4 托盘天平:感量0.5g;
7.2.5 鼓风干燥箱:可在100℃~110℃恒温; 7.2.6 干燥器;
7.2.7 水银温度计:0℃~30℃,分度为0.2℃; 7.2.8 移液管:1mL; 7.2.9 有柄瓷蒸发皿:100mL; 7.2.10 脱脂棉; 7.2.11 定性滤纸;
7.2.12 50%乙醇水溶液:用95%乙醇配制。 7.3 测定步骤
7.3.1 称量已恒重的密度瓶的质量(a)(称准至0.0002g,下同)。 7.3.2 用移液管沿瓶壁向密度瓶中加入1mL50%乙醇溶液,再把新煮沸过并冷却到20℃左右的蒸馏水倒入密度瓶中,然后放在20℃±
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0.5℃的恒温水浴中恒温30min。恒温水浴中水面应低于密度瓶口10mm。
在恒温水浴中小心地塞上瓶塞,过剩的水即由塞上的毛细管中溢出,此时应注意小孔中不应有气泡存在。用一小条滤纸吸去瓶塞上小孔口的水至齐口,取出密度瓶,擦净密度瓶壁上附着的水,立即称其质量(b)、此值每月至少检查一次。
7.3.3 称取40g粒度小于5mm的褐煤蜡样,放入有柄瓷蒸发皿中,再将瓷蒸发皿放到102℃~105℃的干燥箱中,在褐煤蜡样熔化后应不时搅拌,保温1h,然后在该温度下静置30min。
7.3.4 在干燥、预先温热的空密度瓶中用熔化的褐煤蜡样装至约2/3高度,然后在102℃~105℃的干燥箱中放置1h,以便使可能包含的气体逸出(可轻敲或轻摇密度瓶以促使空气除去,必要时也可用温热的细玻璃棒搅拌褐煤蜡样)。
7.3.5 在装有褐煤蜡样的密度瓶冷却至室温后称其质量(c)。然后沿密度瓶壁加入1mL50%乙醇水溶液,使其充满褐煤蜡与瓶之间的空隙,用新煮沸过的并冷却到20℃左右的蒸馏水将其充满,再放入20℃±0.5℃的恒温水浴中1h。
7.3.6 在恒温水浴中,小心地塞上瓶塞,过剩的水溢出后,小孔中不应留有气泡,用一小条滤纸吸去瓶塞上小孔的水至瓶口,取出密度瓶仔细擦干后称其质量。 7.4 结果计算
7.4.1 褐煤蜡密度按下式计算:
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20*0.9982(b+c)(-a+d)c-a
式中:
ρ20——褐煤蜡在20℃的密度,g/cm3; a——空密度瓶的质量,g; b——装满水的密度瓶的质量,g; c——装有部分褐煤蜡的密度瓶质量,g; d——用褐煤蜡和水装满密度瓶的质量,g; 0.9982——水在20℃的密度,g/cm3。
7.4.2 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取小数点后四位有效数字。 7.5 方法精密度
密度测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
褐煤蜡的密度ρ20(g/cm ) 3重复性限 0.0100 再现性临界差 0.0200 8、褐煤蜡黏度测定方法 8.1 方法要点
在规定温度下,测定测定球在充满褐煤蜡试液的倾斜试管中落下的时间,计算出液态褐煤蜡黏度。 8.2 仪器、材料和试剂
8.2.1 滚动落球黏度计:仪器结构见图5;
8.2.2 恒温槽:恒温控制90℃±0.1℃,装有恒温液体输出循环泵; 8.2.3 秒表:分度为0.2s; 8.2.4 日光灯:40W;
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8.2.5 干燥箱:能在110℃±2℃恒温; 8.2.6 电吹风机; 8.2.7 瓷盘; 8.2.8 镊子; 8.2.9 烧杯:250mL; 8.2.12 玻璃棒; 8.2.13 苯。 8.3 仪器准备
8.3.1 将黏度计的试料管、测定球、排气塞、密封盖用苯洗干净,电吹风吹干。
8.3.2 在操作台上安装好黏度计,调整水平。黏度计进水管、出水管和恒温槽供液管用耐热橡胶管连接。
8.3.3 选用80℃~100℃温度计(分度0.1℃),将其安装在黏度计的玻璃外筒内,接通恒温槽,使恒温液循环,调节恒温液温度,使玻璃外筒内温度在90℃±0.1℃。
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1——试料管; 2——测定球; 3——排气塞; 4——密封盖; 5——螺帽; 6——玻璃外筒; 7——进水管; 8——出水管; 9——温度计; 10——水灌泡; 11——水平螺钉; 12——支架; 13——定位销钉; 14——转轴;
m1、m2、m3——试料管环形标记线。
图5 滚动落球黏度计
8.3.4 选择测定球,以保证测定球在试液中通过测定管线时间稍长于30s。对于褐煤蜡90℃时黏度,选用2号或3号测定球。
8.3.5 将测定球、排气塞、密封盖放入瓷盘内,置于110℃干燥箱内预热10min。 8.4 试样准备
取60g~70g粒度小于5mm的褐煤蜡样放入250mL烧杯内,置于已恒温110℃±2℃的干燥箱内熔融,熔融和静止沉降共需30min。 8.5 测定步骤
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8.5.1 拧开黏度计试料管管塞,迅速将已熔化的褐煤蜡试液沿试料管内壁注入,直到离试料管顶端15mm。用镊子将预热的测定球轻轻放入试料管中,放上排气塞待褐煤蜡试液中气泡消失后,盖上封盖,旋紧螺帽。至少放置30min以后开始测定。
8.5.2 测定球下落时间的测定:使黏度计处于工作位置,开启日光灯,待测定球的下缘下降到与试粒管的上环形标记线m1相切时,开始计时,当测定球的下缘下降到与试料管的下环形标记线m2相切时,停止计时,记录测定球下落时间。然后再使黏度计处于工作位置,进行第二次测定。连续测定5次,取后3次测定值的算术平均值作为落球时间。各次测定结果的极差,不应超过其算术平均值的1%。 8.5.3 按上述步骤进行重复测定。
8.5.4 测定结束后,打开螺帽,取出密封盖、排气塞,然后将黏度计机身倒转,使试料管中褐煤蜡试液及测定球流入烧杯中,立即用镊子取出测定球,用脱脂棉擦去测定球上褐煤蜡试液后放入有苯的烧杯中,洗涤、擦干,试料管壁上的褐煤蜡试液用脱脂棉擦去并用苯洗涤干净。旋转黏度计机身,将洗涤苯放出。关闭恒温槽,放出玻璃外筒内恒温液体。 8.6 结果计算
8.6.1 褐煤蜡的黏度按下式计算:
η=K×(ρ-ρ90)×t 式中:
η——90℃时褐煤蜡的黏度,mPa.s;
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K——试球常数; ρ——试球密度,g/cm3;
ρ90——褐煤蜡试液在90℃时的密度,g/cm3; t——试球下落平均时间,s。 其中ρ
90=20*90
按下式计算:
=20*0.9670
0.96530.9982式中:
ρ20——褐煤蜡在20℃时的密度,g/cm3; 0.9653——水在90℃时的密度,g/cm3; 0.9982——水在20℃时的密度,g/cm3。
8.6.2 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取小数点后一位,并注明试球号数。 8.7 方法精密度
黏度测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
褐煤蜡的黏度η(mPa.s ) ≤100 >100 重复性限 4 6 再现性临界差 6 10 9、褐煤蜡加热损失量的测定方法 9.1 方法要点
褐煤蜡样在105℃±2℃下加热2h,以加热前后蜡样质量的差值占蜡样的百分数作为加热损失量。 9.2 仪器
9.2.1 瓷坩埚:50mL(高45mm,上口外径52mm,下底外径30mm,壁
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厚1.5mm),见图6所示;
9.2.2 分析天平:感量0.0002g;
9.2.3 鼓风干燥箱:可在100℃~110℃恒温; 9.2.4 干燥器。 9.3 测定步骤
9.3.1 称取粒度小于1mm的褐煤蜡样5g±0.1g(称准至0.0002g),放入预先恒重过的坩埚中,轻轻振荡坩埚,使褐煤蜡样表面平整。 9.3.2 将盛有褐煤蜡样的坩埚放入105℃±2℃的干燥箱内上层水银温度计附近,一次放入干燥箱中的坩埚不得多于8个。在105℃±2℃恒温2h,在干燥器中冷却至室温,再进行称重(称准至0.0002g)。进行检查性干燥,每次30min,直至连续两次干燥后的质量变化不超过0.0010g。 9.4 结果计算
9.4.1 褐煤蜡样的加热损失量按下式计算:
Lwm2-m3m2-m1*100
式中:
LW——褐煤蜡的加热损失量,% m2——加热前褐煤蜡和坩埚质量,g;
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m3——加热后褐煤蜡和坩埚质量,g; m1——坩埚质量,g。
9.4.2 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取小数点后两位。 9.5 方法精密度
加热损失量的重复性限和再现性临界差如下表规定:
褐煤蜡加热损失量LW(%) 重复性限 0.03 再现性临界差 0.06 10、褐煤蜡中地沥青含量的测定方法 10.1 定义
褐煤蜡中地沥青:用异丙酮溶剂在1个标准大气压下沸腾状态萃取褐煤蜡时,不溶于异丙酮的那部分物质。 10.2 方法要点
将褐煤蜡试样和石英砂混合均匀,放入滤纸筒并置于萃取器中,用异丙酮在水浴上加热回流萃取,然后蒸发除去溶剂,烘干恒重。从试样的质量中减去萃取物的质量,其差值即为褐煤蜡中地沥青含量的测定值。然后根据测定地点的气压换算到相当于1个标准大气压时的含量。
10.3 仪器、材料和试剂
10.3.1 地沥青萃取装置,见图7所示:
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10.3.1.1 磨口锥形瓶:500mL;
10.3.1.2 球形冷凝管:末端磨口与锥形瓶配合,冷凝管中有2个对称小孔作挂钩用;
10.3.1.3 滤纸筒:直径20mm,高80mm,将大张中速定性滤纸裁成边长分别为75mm和50mm的正方形,用蒸馏水浸润,贴在干净玻璃板上,用手指轻轻搓去四边的滤纸毛。先将大正方形的滤纸裹在直径16mm的玻璃管外壁上,后将小正方形的滤纸裹在玻璃管底部(管底部带有一个小孔)。这样两者交替相裹,管壁、管底各3层。然后将其取下放在105℃干燥箱内烘干。 10.3.1.4 镍铬丝金属钩。
10.3.2 恒温水浴:恒温范围37℃~100℃; 10.3.3 鼓风干燥箱:可在100℃~110℃恒温; 10.3.4 蒸馏装置,见图8所示;
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10.3.4.1 磨口锥形瓶:150mL; 10.3.4.2 直形冷凝管;
10.3.4.3 弯头:带磨口塞,与磨口锥形瓶配合; 10.3.4.4 烧杯:300mL; 10.3.5 量筒:100mL; 10.3.6 可调电炉:1000W; 10.3.7 干燥器;
10.3.8 分析天平:感量0.0002g; 10.3.9 托盘天平:感量0.1g; 10.3.10 气压计;
10.3.11 石英砂:化学纯,粒度0.45mm~0.20mm; 10.3.12 异丙酮。 10.4 测定步骤
10.4.1 称取粒度小于1mm的褐煤蜡样1g±0.1g(称准至0.0002g),放入已盛有10g石英砂的滤纸筒中,用玻璃棒充分搅拌均匀。 10.4.2 在500mL磨口锥形瓶内倒入100mL异丙酮,按图7接好萃取
31
装置。
10.4.3 将整个萃取装置放在水浴中,加热回流萃取,直至从滤纸筒中滴出无色溶剂为止(一般需2h以上)。
10.4.4 萃取完毕后,将500mL磨口锥形瓶内萃取液倒入已称量的150mL磨口锥形瓶内,将20mL异丙酮倒入500mL磨口锥形瓶中,在电炉上加热,待异丙酮沸腾后取下,振荡多次充分洗涤瓶壁粘附物,重复加热、振荡(2~3)次,将此液倒入150mL磨口锥形瓶中。再用20mL异丙酮重复上述操作。按图8接好蒸馏装置,在水浴中加热蒸除溶剂。
10.4.5 将蒸除溶剂后的磨口锥形瓶置于干燥箱中,在102℃~105℃干燥2h,放入干燥器,冷却30min后称量(称准至0.0002g)。进行检查性干燥,每次30min,直至连续两次干燥后的质量变化不超过0.0010g。 10.5 结果计算
10.5.1 褐煤蜡中地沥青质量分数的实测值按下式计算:
Asp=am-(m2-m1)*100 m式中:
——气压为a(Pa)时地沥青质量分数的实测值,%; m1——空三角瓶质量,g;
m2——空三角瓶和溶于异丙酮物的质量,g; m——褐煤蜡样质量,g。
褐煤蜡中地沥青的质量分数按下式计算:
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=K(101325-a)
式中:
——褐煤蜡中地沥青质量分数(气压为101325Pa时),%; a——测定地沥青时的气压值,Pa;
K——在70993Pa~101325Pa时,气压每减少1Pa所引起的地沥青
含量的增加值,其值为3.770×10-4,%。
10.5.2 取重复测定结果的算术平均值作为测定结果,结果取小数点后两位。 10.6 方法精密度
地沥青含量测定的重复性限和再现性临界差如下表规定:
褐煤蜡中地沥青质量分数(%) 重复性限 1.00 再现性临界差 2.00
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