【GB国家标准】 纸浆卡伯值的测定

ICS85.040
中华人民共和国国家标准
GB/T1546—2018
代替GB/T1546—2004
卡宿值的测定
Pulp-Determination of Kappa numben(ISO302:2015,MOD)
2018-12-28发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-07-01实施
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替GB/T1546—2004《纸浆卡伯值的测定》。本标准与GB/T1546—2004相比，主要变化如下：修改了范围（见第1章，2004年版的第1章）；GB/T1546—2018
修改了规范性引用文件的表述，对引用的标准进行相应修改，增加了GB/T740和GB/T6682.将GB/T741改为GB/T462，删除了GB/T2678.3（见第2章，2004年版的第2章）；修改了反应式的内容，增加了高锰酸钾与残余木素和其他还原性化合物的离子反应式和二氧化锰与碘化钾的离子反应式（见第5章，2004年版的第5章）；修改了试剂配制的内容，调整了硫酸溶液配制中浓硫酸的加入体积（见第6章，2004年版的第6章）；
修改了试验步骤的内容，增加了卡伯值范围1～5和5～100的测试方法，将“2000mL反应烧杯改为\1000mL反应烧杯”（见第9章，2004年版的第9章）；高锰酸钾消耗量占加人量的比例由30%～70%调整为20%～60%（见9.1.2004年版的9.1)；修改了结果的表述，计算公式中的符号（见第10章，2004年版的第10章）；质量控制和保证中增加对淀粉指示剂添加的要求（见12.3，2004年版的第12章）；删除了规范性附录标准步骤的变更”（见2004年版的附录A）；删除了资料性附录“卡伯值与木素含量的关系”（见2004年版的附录B）。本标准使用重新起草法修改采用ISO302：2015《纸浆卡伯值的测定》。本标准与ISO302.2015相比在结构上有较多调整，附录A中列出了本标准与ISO302：2015的章条编号对照一览表。
本标准与ISO302：2015的主要技术性差异及其原因如下：关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下：?用修改采用国际标准的GB/T462代替ISO638；·用等同采用国际标准的GB/T740代替ISO7213；●增加引用GB/T601、GB/T6682。删除广氧化能力和总氧化能力的定义，以适应我国国情；修改了原理的表述，并将反应式单独列为一章，以符合行业习惯（见第4章）：修改了试验用水的要求，增加了标准溶液的标定方法，警示语句，碘化钾溶液，淀粉指示剂的贮存注意事项和贮存期，修改了高锰酸钾标准滴定溶液的浓度表示方法及浓度允许偏差，修改了淀粉指示剂的浓度，以适应我国的技术条件（见第6章）；修改了恒温水浴的温度要求，增加了磁力搅拌器，以适应我国仪器的使用条件（见第7章）；修改了湿浆饼的烘干温度，降低温度对试样的影响（见第8章）；一在保证总体积不变的情况下，修改洗涤蒸馏水的体积，对滴定的要求更加具体（见第9章）；修改了高卡伯值纸浆的测定和计算方法，以便获得更高的精确度（见第9章）；删除了参比纸浆，以适应我国的技术条件；增加了对测定结果的要求，便于对试验结果准确性进行评价（见第10章）；一增加质量保证和控制，以提高测试的准确性（见第12章）。1
GB/T1546—2018
本标准由中国轻工业联合会提出本标准由全国造纸工业标准化技术委员会（SAC/TC141)归口。本标准起草单位：德清县红丰纸业有限公司、中国制浆造纸研究院有限公司、国家纸张质量监督检验中心、中国造纸协会标准化专业委员会。本标准主要起草人：温建宇、夏凤风奎、姚杏荣。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB1546—1979.GB/T1546—1989、GB/T1546—2004。Ⅱ
1范围
卡伯值的测定
本标准规定了纸浆卡佰值的测定方法。GB/T1546—2018
本标准适用于卡伯值范围在1～100的各种化学浆和半化学浆，对于卡伯值大于100的纸浆，可以测定纸浆的氯耗量来衡量脱木素程度。注：纸浆卡伯值与纸浆中木素含量并无通用的和明确的关系，这种关系是随木材种类和脱木素过程而改变的。除木素外，所有能被高锰酸钾氧化的化合物都会增加高锰酸钾的消耗量，导致卡伯值增大。如欲用卡伯值表明纸浆的木素含量，可针对不同的浆种分别建立特定的关系式。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB/T462
纸，纸板和纸浆分析试样水分的测定（GB/T462一2008.ISO287：1985，ISO6381978,MOD)
化学试剂标准滴定溶液的制备
GB/T601
GB/T740
纸浆试样的采取（GB/T740—2003.ISO7213：1981.IDT）GB/T6682
分析实验室用水规格和试验方法（GB/T6682一2008，ISO3696：1987，MOD）3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
纸浆的卡伯值Kappanumberofpulp在规定条件下，1g纸浆（以绝干浆质量计）所消耗的c（1/5KMnO4）=0.1000mol/L高锰酸钾溶液的毫升数
注：所得结果校正为相当于消耗高锰酸钾溶液加人量的50%（质量分数）。4原理
在强酸介质中，已经解离的纸浆与一定量的高锰酸钾溶液反应一段时间。所选择的浆量应为在反应时间终了时，约有50%的高锰酸钾未被消耗，加人碘化钾溶液后反应终止。然后以间接碘量法，测定其剩余的高锰酸钾。
5反应式
5.1高锰酸钾与残余木素和其他还原性化合物的离子反应式残余木素十其他还原性化合物十MnO4-十4H+一→氧化木素十其他氧化产物十过量的MnO.-+1
GB/T1546—2018
MnO,+2H0
纸浆中残余木素和其他还原性物质，与过量的氧化性物质（高锰酸钾）发生反应，高锰酸钾被还原为MnO2
2高锰酸钾与碘化钾的离子反应式2Mn04+10I+16H+→2Mn2++5I2+8H20利用I的还原作用，与过量的高锰酸钾发生反应，生成I2。5.3二氧化锰与碘化钾的离子反应式MnO2+4H++2I→Mn++2H.0+I2
二氧化锰与I发生反应，生成I。5.4游离碘与硫代硫酸钠的离子反应式2S202+1S,02-+21
6试剂
警示一一使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件除非另有规定，仅使用分析纯试剂。6.1
水.GB/T6682.三级。
6.2硫酸溶液，2.0mol/L，每升含硫酸196.0g。量取硫酸（o=1.84g/mL)112mL缓缓注人约600mL水中，冷却，稀释至1000mL。
6.3碘化钾溶液，1mol/L溶液，每升含碘化钾（KI)166.0g。溶解碘化钾41.5g于水中，稀释至250mL。溶液应贮存于棕色瓶中，溶液变黄应弃置，一般股贮存期为一周。6.4高锰酸钾标准溶液，c（1/5KMnO,）=（0.1000士0.0005）mo1/L.配制和标定方法见GB/T601。6.5硫代硫酸钠标准溶液，c（NazS.O,）=（0.2000士0.0005）mo1/L，配制和标定方法见GB/T601。6.6淀粉指示剂，0.5%溶液。称取淀粉0.5g，加5mL水使成糊状，加入90mL沸水中，再煮沸1min~2min，冷却，稀释至100mL。此指示剂使用前配制。7仪器
搅拌器，玻璃或其他耐腐蚀材料制成的螺旋形搅拌器（可用包塑料或包玻璃的磁力搅拌器代替）。7.2
湿浆解离器，可以完全解离并对纤维损伤最小的高速搅拌器。7.3
恒温水浴，能使反应容器内温度保持在（25.0土0.5）℃。7.4
计时装置，可计时10min，精确至1s。7.5
磁力搅拌器。
7.6天平，精确至0.001g。
烧杯，1000mL
烧杯，250mL。
布氏漏斗及抽滤瓶。
注：也可以使用卡伯值自动分析仪，只要其满足本标准的规定，且能给出同样的试验结果。2
8取样及试样的制备
8.1取样
GB/T1546—2018
8.1.1如果试验结果用于评价一批纸浆，则应按照GB/T740的规定取样。如果测试其他类型的样品，则需注明样品来源，如有可能还应注明所使用的取样方法。应保证所取纸样具有代表性。8.1.2少量残余的蒸煮废液也会影响卡伯值的测试结果，因此应确保样品充分洗涤。8.2试样的制备
8.2.1风干浆
将试样撕成小片，备用。
8.2.2已筛选的湿浆
取具有代表性的浆样，用布氏漏斗过滤制成3g～10g的风干浆饼，在试验过程中，应避免任何纤维或细小组分的损失。浆饼应风干或在不高于60℃的条件下烘干，并撕成小薄片。8.2.3未筛选纸浆
如果样品为未筛选纸浆（这类纸浆一般在漂白或处理之前已筛选），通过筛选除去其中的纤维束和节子。在试验报告中说明所选择的筛选方法，所选择的筛选方法应能得到与工业筛选相近的结果。按8.2.2的规定完成筛选后纸浆的制备。注：如果纸浆中含有大量的纤维束，筛选可能会导致错误的结果。为了获得更准确的结果，可以在测试前分离纤维。在试验报告中注明分离纤维的方法。9试验步骤
9.1总则
9.1.1本标准包括两种不同的试验方法。一种适用于卡伯值在5～100的纸浆，另一种适用于卡伯值在1一5的纸浆。两种方法的主要区别在于纸浆、高锰酸钾的加人量和计算方法不同。当卡伯值低于5时，由于存在搅拌困难的问题，因此可降低纸浆和KMnO。的用量。9.1.2称取大约能消耗50%的高锰酸钾标准溶液（6.4）的试样，精确至0.001g。表1和表2给出了不同卡伯值范围纸浆推荐的取样量，应确保高锰酸钾的消耗量占其加人量的20%～60%。同时，另称取试样，按照GB/T462测定试样水分。在测定卡伯值和水分之前，试样应在天平附近的大气中平衡至少20min，或平衡至试样恒重为止。表1卡伯值范围为5～100的推荐取样量卡伯值
试样质量（以绝干计)/gbzxZ.net
GB/T1546—2018
空白试验
卡伯值
50~~55
卡伯值
9.2.1卡伯值范围为5～100
表1（续）
试样质量（以绝干计)/g
2卡伯值范围为1～5的推荐取样量表2
试样质量（以绝干计)/g
用量筒量取350mL水，倒人1000mL的反应烧杯内，加人磁力搅拌转子，将烧杯放在恒温水浴（7.3)中，使整个反应期间温度保持在（25.0士0.5）℃。2用移液管吸取高锰酸钾标准溶液（6.4）（50土0.1）mL，放入250mL烧杯中，再加人硫酸溶液9.2.1.2
（6.2）50mL，将此混合物的温度调整至25.0C，倒入反应烧杯中。用50mL水分次洗涤此250mL烧杯，并将洗液也倒人反应烧杯中，再用量筒加人碘化钾溶液（6.3)10mL，立即加盖玻璃表面皿，以减少碘挥发。
3将反应烧杯放在磁力搅拌器上，稍微移开表面皿，用硫代硫酸钠标准溶液（6.5）滴定游离的碘，9.2.1.3
在接近滴定终点时，加淀粉指示剂（6.6)2mL～3mL，继续滴定至终点。卡伯值范围为1～5
卡伯值为5～100的空白试验结果除以2，即为卡伯值为1～5的空白试验结果9.3测定
9.3.1卡伯值范围为5～100
用量简量取350mL水，向解离器（7.2)中倒人不多于250mL水（加人水的量应保证剩余的水足够漂洗解离器），加人试样进行解离，直至没有浆块和大纤维束。将解离后的试样移至1000mL的反4
GB/T1546—2018
应烧杯中，并用量筒中剩下的水漂洗解离器，使总体积仍然为350mL，加入磁力搅拌转子9.3.1.2将烧杯放在恒温水浴（7.3）中，使整个反应期间温度保持在（25.0土0.5）℃。调整搅拌器（7.1）使溶液产生深药25mm的旋涡。
9.3.1.3用移液管吸取高锰酸钾标准溶液（6.4）（50士0.1)mL放人250mL烧杯中，另外再加人硫酸溶液（6.2)50mL。将此混合物的温度调整至25℃，迅速将其倒人解离的试样中，并同时开动计时装置（7.4）。用50mL水分次洗涤此250mL烧杯，洗液也倒入反应烧杯中，使总体积为500mL。当反应恰为10min时，用量筒加人碘化钾溶液（6.3）10mL以终止反应，立即加盖玻璃表面血。9.3.1.4将反应烧杯放在磁力搅拌器上，稍微移升表面血，不经过滤，立即用硫代硫酸钠标准溶液（6.5）滴定游离的碘。当接近滴定终点时，加儿滴淀粉指示剂（6.6），继续滴定至终点。9.3.1.5做两份试样的平行试验。注：为了获得更高的精确度，对于卡伯值较高（卡伯值为50～100）的半化学浆等，建议使用100mL高锰酸钾溶液100mL硫酸溶液，800mL水，称取相当于表1推荐取样量2倍的试样进行测定，碘化钾溶液的加人体积为20mL。同时，在上述条件下进行空白试验。结果计算时，表3中高锰酸钾溶液消耗体积V，改为V/2然后查取校正因子d。例如V.=50mL，则V./2=25mL从表3中得知校正因子d=1.000，其他均应按10.1.1进行计算。
9.3.2卡伯值范围为1～5
9.3.2.1用量简量取350mL水，向解离器（7.2)中倒人不多于250mL水（加人水的量应保证剩余的水足够漂洗解离器），加人试样进行解离，直至没有浆块和大纤维束。将解离后的试样移至1000mL的反应烧杯中，并用量筒中剩下的水漂洗解离器，使总体积仍然为350mL，加人磁力搅拌转子。9.3.2.2将烧杯放在恒温水浴（7.3)中，使整个反应期间温度保持在25.0℃土0.5℃。调整搅拌器（7.1）使溶液产生深约25mm的旋涡。
9.3.2.3用移液管吸取高锰酸钾标准溶液（6.4）（25土0.1)mL放人250mL烧杯中，另外再加人硫酸溶液（6.2)50mL。将此混合物的温度调整至25℃，迅速将其倒人解离的试样中，并同时开动计时装置（7.4）。用75mL水分次洗涤此250mL烧杯，洗液也倒入反应烧杯中，使总体积为500mL。当反应恰为10min时，用量筒加人碘化钾溶液（6.2）10mL以终止反应，立即加盖玻璃表面Ⅲl。9.3.2.4将反应烧杯放在磁力搅拌器上，稍微移开表面皿，不经过滤，立即用硫代硫酸钠标准溶液（6.5）滴定游离的碘。当接近滴定终点时，加几滴淀粉指示剂（6.6），继续滴定至终点。9.3.2.5做两份试样的平行试验。注：为了在标准的条件下进行测试，宜使用恒温水浴。但是，在过程测试或制浆造纸工广的特定场所中，温度恒定的水浴不容易实现，难以保持恒定的温度。在这种情况下，可以测试反应初始和反应终了时的温度，取二者的平均值作为试验的平均反应温度，用平均反应温度对卡伯值进行校正。在10min的反应期间内，将溶液的温度控制在20℃～30℃之间。如果使用温度校正，需在报告中注明。10结果的表述
10.1计算方法
10.1.1卡伯值范围为5～100
纸浆的卡伯值由式（1)、式（2)和式（3)计算得出。V--Ve)e
..（2)
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式中：
未经温度校正的卡伯值；
经温度校正的卡伯值；
1+0.013(25-t)
在测试中消耗的高锰酸钾标准溶液的体积，单位为毫升（mIL)；在空白试验中消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；在测试中消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；硫代硫酸钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）：·（3)
系数因子，由高锰酸钾溶液的摩尔浓度和滴定反应中的化学计量关系所确定（/=0.02X5）；消耗50%（质量分数）高锰酸钾溶液的校正因子，d依V。值而确定（见表3）；试样的绝干质量，单位为克（g)；反应的实际温度，单位为摄氏度（℃）。表3校正因子d与V间的关系（卡伯值范围5～100）d
卡伯值也可以由式（4)得出：
IgX=lg
2卡伯值范围为1～5
+0.00093(2V。—50)
纸浆的卡伯值由式（5），式（6）和式（7）计算得出：2
式中：
未经温度校正的卡伯值：
经温度校正的卡伯值；
[1+0.013(25
在测试中消耗的高锰酸钾标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；0.966
在空白试验中消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；在测试中消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；硫代硫酸钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；8
.......
*（5)
..（6)
...(7)
系数因子，由高锰酸钾溶液的摩尔浓度和滴定反应中的化学计量关系所确定（f=0.02×5）；消耗50%（质量分数)高锰酸钾溶液的校正因子，d依V，值而确定（见表4)；试样的绝干质量，单位为克（g)；反应的实际温度，单位为摄氏度（℃）。Vh/
校正因子d与V，间的关系（卡伯值范围1～5）表4
卡伯值也可以由式（8)得出：
IgX=lg
10.2结果的表示
0.00093X2Vh
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..（8)
10.2.1以两次测定的平均值表示结果。两次测定结果之差应不超过平均值的2%，如超过2%，应进行第三次测定，以3次测定的平均值表示结果10.2.2当卡伯值≤50时，精确至0.1；当50<卡伯值≤100时，精确至0.5。10.3计算举例
试样风干质量
试样水分
试样绝干质量
空白试验所消耗的NazS.O：标准溶液体积V试验中消耗的Na,S,O，标准溶液体积VzNaS.O：标准溶液的浓度c
试验中消耗的KMnO4标准溶液的体积V校正因子d
卡伯值X
11精密度
重复性
(1-8.5%)x1.100g=1.006g
0.1910mol/L
(25.2—9.5)X0.1910
30.0X1.022
在9个不同的实验室分析4种浆样，每种浆样各测试10次。其中，2个实验室使用手动仪器，7个实验室使用自动仪器。卡伯值的重复性数据见表5。表5卡伯值测定的重复性
卡伯值
平均值
手动仪器
重复性标
准差/%
变异系数/
重复性限/
平均值
10.2~10.7
自动仪器
重复性标
准差/%
0.0260.14
0.062-0.16
16.1~16.7
0.0820.28
42.3~42.8
0.17~0.51
变异系数/
重复性限/
0.072~0.39
0.17~0.44
0.47~1.41
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11.2再现性
在9个不同的实验室分析4种浆样，每种浆样各测试10次。其中，2个实验室使用手动仪器，7个实验室使用自动仪器。卡伯值的再现性数据见表6。表6卡伯值测定的再现性
卡伯值水平
2质量保证和控制
平均值
再现性标准差/%
变异系数/%
再现性限/%
12.1高锰酸钾与硫酸的混合溶液呈紫红色，在与木素反应过程中，该混合液的颜色将变为红棕色（若紫红色完全褪却，说明高锰酸钾不足，应减少试样量，并重新进行测定）。12.2加人碘化钾溶液后，混合液变成清澈的红棕色。用硫代硫酸钠滴定后，混合溶液褪色，当接近滴定终点时，混合溶液呈淡黄色。加人淀粉指示剂后，混合溶液呈蓝色，当滴定终止时，蓝色消失。12.3淀粉指示剂应在滴定接近终点时加人，因为淀粉会包裹游离的12，过早加人不利于终点的观察和滴定精度的提高。
12.4测定卡伯值时，碘的挥发是重要的可变因素。因此加人碘化钾后，应立即加盖玻璃表面血，并尽量缩短从碘化钾溶液加人至完成滴定之间的时间，特别是滴定空白溶液时。12.5高锰酸钾的消耗应在20%～60%之间，如果超出此范围，应调整试样的质量。13试验报告
试验报告应包括下列项目。
完整鉴定样品所必要的全部资料；本标准编号：
如果测试次数多于两次，说明测定次数；用数值表示结果；
标准步骤变更的说明；
使用的测试步骤，9.3.1或9.3.2；是否使用了温度校正；
如果样品经过筛选，注明筛选步骤；试验中所观察到的任何异常现象；偏离本标准的任何测定条件。
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