湿部电荷测定原理 27页-高清.pptVIP

;1.电荷分析的意义;2.电荷的来源;3.电荷分析方法;3.1Zeta电位法;造纸物料中的颗粒一般都带有负电荷,颗粒表面的负电荷吸引着束缚在表面上的一层平衡离子（这种情况下为正电荷）和一层水分子,此层称为Stern层,由于此约束层的存在,不可能直接在表面测量电荷数量。然而,可以测量约束层和溶液本体之间的剪切平面上的电位,此电位即为Zeta电位。扩散层在此平面以外,那里离子成分逐渐接近溶解本体的成分。这代表经典胶体化学的

“双电层”。;3.1Zeta电位法;3．1Zeta电位法

利用Zeta电位对造纸湿部进行电荷分析，有以下特点:（1Zeta电位是对微粒表面电荷密度的间接说明，他无法表示体系总的电荷量。（2）Zeta电位只与微粒表面电荷有定性的关系，它依赖于许多人为和技术因素，如:试样温度、离子强度及筛出胶体的技术等。（3）大多数Zeta电位分析的限制是他们只能分析物料中在胶体粒子尺寸范围的组份，这里不包括除细小纤维以外的所有纤维，对以可溶胶体存在的阴离子垃圾很不敏感。（4）Zeta电位还能反映电荷的分析状况。Zeta电位的测量中，电荷的大小和电性可由在给定电场中微粒的运动而得出。由于这些电荷引起的反应可强可弱，并依赖于微粒表面组成，因此Zeta电位分布可能是变化的（不是所有的微粒带有相同的电荷），尤其是在不只一种物质的条件下，如矿物填料＋纤维素纤维。;要获得浆料的最佳留着率和滤水性能，条件之一就是在等电点（Zp＝0）下抄纸。生产实际中，需要监控湿部系统中的Zeta电位变化趋势，保证在Zeta电位接近零时抄纸。因此测定上网浆料（网前箱中）的Zeta电位是非常重要的。前人工作指出:Zp＝0并不能保证抄纸处于最佳条件，尤其是在考虑化学添加剂如阳离子聚丙烯酰胺的留着率时。如果投加的阳离子化学品在与纤维、填料中和之前先于阴离子垃圾电中和，那么即使Zp接近于0，留着率也会较低。

测定Zeta电位的作用在于:判定体系电荷性质，决定在调整其时应加入何种性质的聚电解质。这一作用需在其他方法的配合下才能较好发挥。;3.2胶体滴定法;3.2.1溶解电荷的测定;3.2.1溶解电荷的测定

对于聚合电解质复合物的超分子结构??Michaels提出“炒蛋模型”（scambled－eggmodel）。一般认为，这个模型比“软梯模型”（laddermodel）更接近于真实情况。从试验结果可以发现，“炒蛋模型”和“软梯模型”仅是两种极端的情况。一般的结果位于两者之间，但更接近于前者。所以即使两种聚合物上电荷间距不同，仍可以实现一一化学计量。对于柔韧的聚合物，这种一一化学计量非常好，所以胶体滴定即可用于测量聚合物上电荷的量，又可以测量聚合物本身的量（如果其当量重量是已知的）。在一些情况下，立体或几何因素可能会阻碍“良好”复合体的形成，严格一一化学计量的偏差是可能的。可以发现，刚性结构大分子的这些几何因素不许电荷靠得很近，以达到完全的电荷中和。在实际情况中，一一化学计量的聚合电解质复合物的形成，可以认为是精确的或较为精确的估计。形成的聚合电介质复合物可能是可溶的，也可能是不可溶的。通常，他们在等电点发生沉积，因为带电位置对可溶性的贡献很大。;总之,胶体滴定可以对造纸系统中与可溶带电大分子和表面活性物质分子相连的电荷进行较为准确的测量。虽然一一化学计量的偏差会发生,但这种偏差不大,可以检测到可溶电荷的绝大部分。;3.2.2表面电荷测定;另外,吸附的聚合电解质量的变化,体现了系统中表面电荷量的变化。变化可以表明由于浓度增加或大颗粒碎解或表面电荷密度增加而产生的阴离子表面积的变化。在任何情况下,被吸附的聚合电解质的量,反映了可以连接其它阳离子物料的阴离子表面积。阳离子物质被吸附到微粒的一部分表面上,有架桥引起的絮凝需要微粒上的开放表面,使得高分子量的聚合物连接到一个以上的微粒上。获得最佳絮凝的开放表面是未知的,该面积的大小可由实验,通过胶体滴定确定可吸附的聚合电解质的量来测得。另一个例子是,如果微粒表面完全被吸附的阳离子物料占满,那么阳离子聚集体没有地方连接到微粒表面,就不会发生架桥。这种不利情况可由胶体滴定进行鉴别,这时胶体滴定表明没有阳离子聚合物能够被吸附。

絮凝的补丁机理也需要阴离子表面,与架桥絮凝相同的方式,需要的阴离子表面量是未知的,同样可由实验测得。在实际情况中,絮凝机理的联合作用无疑以某种程度会发生,得到最佳操作条件的阴离子表面量的实验测量是必须的。;以上分析表明,除非在某些特殊的情况下,利用胶体滴定不大可能实现表面电荷的严格测量,但可进行合理的估计。不能严格测量表面电荷,对于使用这一技术评价微粒吸附阳离子聚合物的