胶体化学的发展及其在造纸工业中的应用
高一化学胶体的知识点归纳
高一化学胶体的知识点归纳在高一化学学习中，胶体是一个重要的知识点。
胶体是指由两种或多种物质组成的混合体系，其中一种物质以微小颗粒的形式悬浮在另一种物质中。
下面将对胶体的定义、性质以及应用进行归纳总结。
一、胶体的定义胶体是介于溶液与悬浮液之间的一种混合体系。
它的特点是悬浮的微粒大于分子，但又小于机械混合物的粒径。
胶体的形成是由于相互作用力的存在导致溶质不能完全溶解于溶剂中，而形成微小颗粒悬浮在溶剂中，形成胶体。
二、胶体的性质1. 可见性：胶体的微粒大小在10-9到10-6m之间，透过显微镜可以观察到。
2. 不稳定性：胶体由于微粒之间存在相互作用力，导致胶体不稳定，容易发生凝聚和沉淀现象。
3. 混浊性：胶体在光线的照射下呈现混浊状态，散射光使得胶体呈现浑浊的外观。
4. 过滤性：胶体可以通过一次普通滤纸进行过滤，不通过超微滤膜。
三、胶体的分类根据胶体的组成和性质，胶体可以分为溶胶、凝胶和胶体溶液三类。
1. 溶胶：溶胶是指胶体中溶质颗粒多分散且呈无定形结构的胶体，如烟雾、煤粉等。
2. 凝胶：凝胶是指胶体中溶质颗粒呈现有规律的立体结构的胶体，如明胶等。
3. 胶体溶液：胶体溶液是指胶体中溶质颗粒保持在溶液中的胶体，如乳液、胶束等。
四、胶体的应用1. 工业上的应用：胶体在工业生产中有广泛的应用，例如纺织、造纸、涂料、医药等行业中常用的乳液和胶束都是胶体的应用。
2. 日常生活中的应用：胶体在日常生活中也有一些重要的应用，如牙膏、洗洁精等产品中的凝胶胶体，以及乳化液体、奶粉等产品都是胶体的应用。
3. 环境保护中的应用：胶体的特性使其在环境保护方面具有重要作用，如胶束能够帮助清洁污染物，减少环境污染。
总结：高一化学中胶体的知识点主要包括胶体的定义、性质、分类以及应用。
胶体是由两种或多种物质组成的混合体系，具有可见性、不稳定性、混浊性以及过滤性等特点。
根据组成和性质的不同，胶体可以分为溶胶、凝胶和胶体溶液三类。
胶体在工业生产、日常生活以及环境保护中都有广泛的应用。
胶体的应用综述
胶体的应用综述班级：13材料化学1班姓名：金文倩学号：201310230138摘要：胶体与表面化学是研究胶体分散体系物理化学性质及界面现象的科学。
虽然原属物理化学的一个分支，但其与生产和生活实际联系之紧密和应用之广泛是化学学科中任一分支不能比拟的。
关键词：胶体界面化学分散体系应用前言：研究分散体系（除小分子分散体系以外的胶体分散体系和一般粗分散体系）和界面现象的物理化学分支学科。
胶体和表面化学的研究和应用，实际上可追溯到远古时代。
如中国史前时期陶器的制造；4000年以前巴比伦楔形文字碑文中有关油膜(不溶单分子膜)的记载；肥皂以及皂角一类天然表面活性剂（洗涤剂）的应用；毛细现象的研究等等。
但作为一种科学，直到20世纪才得到具有本身特色的迅速发展。
一、胶体1．胶体的由来及其认识的发展胶体一词，来自1861年T.格雷姆研究物质在水中扩散的论文《应用于分析的液体扩散》。
当时发现有些物质（如某些无机盐、糖和甘油等）在水中扩散很快，容易透过一些膜；而另一些物质，如蛋白质、明胶和硅胶类水合氧化物等，则扩散很慢或不扩散。
前者容易形成晶态，称为晶质；后者不易形成晶态，多呈胶态，则称为胶体。
此种分类并未说明胶体的本质，因为胶状的胶体在适当条件下可以形成晶态，而晶质也可以形成胶态。
直到20世纪初超显微镜的发明以及后来电子显微镜的应用，对胶体才逐渐有较清楚的了解。
经典的胶体体系由无数大小在10-7～10-4厘米之间的质点所组成，这种质点远大于一般经典化学所研究的分子，可以是胶状，也可以是晶质。
由这一概念出发，胶体体系的不稳定、不易扩散、渗透压很低等不同于经典分子分散体系的性质，即可得到明确解释。
在胶体体系中，胶体质点成为一个相，周围的介质为另一相。
此种质点分布于介质中的体系称为分散体系：胶体质点分散于介质中的体系即为胶体分散体系；固体质点分散于液体介质中的胶体分散体系称为溶胶，例如，三价铁盐稀溶液水解而得的氢氧化铁溶胶，还有硫化砷溶胶、硫溶胶、金溶胶等等(介质不一定必须是水)。
胶体与表面化学第一讲
{[AgI]m· nAg+ · (n-x) NO3-} x+ · x NO3胶核 胶粒 胶团 胶粒带电，但整个胶体分散系是呈电中性的。 胶粒带电，但整个胶体分散系是呈电中性的。在 进行电泳实验时，由于电场的作用， 进行电泳实验时，由于电场的作用，胶团在吸附 层和扩散层的界面之间发生分离， 层和扩散层的界面之间发生分离，带正电的胶粒 向阴极移动，带负电的离子向阳极移动。因此， 向阴极移动，带负电的离子向阳极移动。因此， 胶团在电场作用下的行为跟电解质相似。 胶团在电场作用下的行为跟电解质相似。 吸附层 扩散层
胶粒带同种电荷，相互间产生排斥作用， 胶粒带同种电荷，相互间产生排斥作用， 不易结合成更大的沉淀微粒， 不易结合成更大的沉淀微粒，这是胶体具有稳 定性的主要因素 主要因素。 定性的主要因素。
例 在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有 Fe2O3而影响产品质量的问题。解决方法 而影响产品质量的问题。 之一是把这些陶土和水放在一起搅拌， 之一是把这些陶土和水放在一起搅拌，使 粒子大小在1nm~100nm之间，然后插入 之间， 粒子大小在 之间 两根电极，接通直流电源， 两根电极，接通直流电源，这时阳极聚 带负电荷的胶粒（粒子陶土） 积 带负电荷的胶粒（粒子陶土）， 带正电荷的胶粒（ 阴极聚积 带正电荷的胶粒（Fe2O3) ，理由 是
3、 电泳现象 电学性质 、 电泳现象(电学性质 电学性质) 在外加电场作用下, 在外加电场作用下 胶体粒子在分散剂里 阴极或阳极) 的现象, 向电极 (阴极或阳极 作定向移动的现象 阴极或阳极 作定向移动的现象 叫做电泳
Fe(OH)3胶体向阴极 移动——带正电荷 带正电荷 移动 阴极
阳极
+
原因：粒子胶体微粒带同种电荷，当胶粒带正 原因：粒子胶体微粒带同种电荷， 电荷时向阴极运动， 电荷时向阴极运动，当胶粒带负电荷时 向阳极运动。 向阳极运动。 胶体的胶粒有的带电， 电泳现象 现象； 胶体的胶粒有的带电，有电泳现象；有的不带 没有电泳现象。 电，没有电泳现象。
胶体PPT教学课件
根据分散质的不同，胶体可分为无机胶体、有机胶体、高分 子胶体等；根据分散剂的不同，可分为水性胶体、非水性胶 体等。
胶体的基本性质
光学性质
胶体粒子具有较大的比表面积，因 此对光线具有强烈的散射作用，呈 现出独特的丁达尔效应。
电学性质
胶体粒子具有双电层结构，具有电 动电位，因此具有电泳现象和电渗 现象。
聚集是胶体的重要性质之 一，可以通过电泳、沉降 等方法进行观察和分析。
展望
新材料的应用
随着科技的发展，胶体在新材料领 域的应用将更加广泛，如纳米材料 、复合材料等。
生物医学领域的应用
胶体在生物医学领域的应用前景广 阔，如药物传递、基因治疗等。
环境科学领域的应用
胶体在环境科学领域的应用也值得 期待，如水处理、土壤修复等。
制备与加工方法
目前胶体材料的制备和加工方法尚不够成熟，需要进一步改进和 完善。
未来发展方向与趋势
新材料设计
智能化与功能化
通过研发新的胶体材料，提高胶体的稳定性 和相容性，拓展其应用领域。
利用胶体的特性，开发具有智能化和功能化 的胶体材料，如响应性胶体、光热胶体等。
绿色环保
交叉学科合作
采用环保、可持续的原料和方法制备胶体材 料，降低对环境的影响。
将药物研磨成细粉，再通过物理手段如超声、高压等，使药物颗粒分散在分 散介质中，形成胶体分散体系。
溶解法
将药物溶解在适当的溶剂中，通过搅拌、超声等物理方法，使药物分子分散 在溶剂中，形成胶体分散体系。
化学法
聚合反应
利用单体在聚合反应中形成的聚合物颗粒分散在分散介质中，形成胶体分散体系 。
离子反应
利用离子反应生成的离子颗粒分散在分散介质中，形成胶体分散体系。
关于胶体与表面化学有关应用的综述
关于胶体与表面化学有关应用的综述胶体化学是胶体体系的科学。
随着胶体化学的迅速发展，它已经成为一门独立的学科这是因为胶体现象很复杂，且有它自己独特的的规律性；而更重要的是它与生产、生活实际有着紧密的联系，无论是在工业生产，还是在日常生活的衣、食、住、行等各个方面，都会遇到与胶体化学有关的的各种问题。
胶体化学和许多科学领域、国民经济的各个部门以及日常生活都密切相关。
下面是一些有关于胶体与表面化学的应用的例子。
（一）表面活性剂对土壤粘粒絮凝- 分散的影响原因的分析。
影响土壤粘粒悬浮液稳定性的因素很多,主要有:土壤矿物组成、有机质、离子价态、溶液pH 等[1 ] 。
研究表明[2 ],土壤对SAA 具有很强的吸附性,而吸附会导致土壤颗粒表面电荷的改变,配位吸附还会因释放羟基而提高pH 值。
因此,SAA 对土壤粘粒的分散性与SAA 在土壤颗粒物上的吸附密切相关。
该研究中红壤的电荷零点(ZPC) 在316 左右,在正常pH 值(4～9) 条件下,由于ZPC < pH ,土壤颗粒表面带负电荷。
阴离子SAA 溶解释放出有机阴离子,Gu 和Doner[3 ] 的研究表明,有机阴离子不能在粘粒间形成桥链,也不能使悬液中粒子聚集;而另一方面,粘粒边界上的正电荷吸附阴离子,增加粘粒表面的负电荷,从而产生更强的静电负电荷的排斥作用。
此外,有机阴离子被吸附到粘粒表面后,还增加了粒间相互作用的空间位阻,从而充当了有效分散剂的角色。
许多研究表明[3 - 4 ] ,土壤去除有机质后,CFC 就大大降低,说明有机质具有分散粘粒的作用。
聚氧乙烯类非离子SAA 作为有机污染物,是一种有效的分散剂。
土壤颗粒是有机- 无机复合体,非离于SAA 可以通过氢键吸附、π- 电子极化吸附、色散力吸附、憎水键吸附等吸附作用而被吸附到土壤颗粒上[5 ] ,乳化剂OP 分子的一部分基团吸附于粘粒表面,另一部分伸于液相,从而产生一种很大的空间位阻,因而阻止粒子间的相互吸引和聚并;而且,氧乙烯链的水化作用使周围形成很厚的水化层,该水化层本质上接近于水介质,这将使体系的有效Ha2maker 常数A 值降低[6 ] , 根据DLVO 理论, 这将有利于体系稳定。
造纸湿部化学原理及其应用
造纸湿部化学原理及其应用本文详细阐述了造纸湿部化学的基本原理及其在现代造纸工业中的应用。
湿部化学涉及纸浆悬浮液中的多种组分在湿状态下的相互作用，对纸张的最终性能有着至关重要的影响。
文章从纤维间的相互作用、添加剂的功能、胶体与界面化学等方面进行了深入探讨，并结合实际应用案例，分析了湿部化学在优化纸张性能、提高生产效率及减少环境污染等方面的作用。
关键词：造纸；湿部化学；纤维相互作用；添加剂；胶体与界面化学一、引言造纸术作为中国古代四大发明之一，对人类文明的发展产生了深远的影响。
随着科技的进步，现代造纸工业已经发展成为一个高度技术化和自动化的产业。
在这个过程中，湿部化学作为造纸科学的核心部分，发挥着不可替代的作用。
湿部化学主要研究纸浆悬浮液中的纤维、填料、添加剂和水在湿状态下的相互作用及其对纸张性能的影响。
二、造纸湿部化学的基本原理（一）纤维间的相互作用在纸浆悬浮液中，纤维是构成纸张的基本单元。
纤维间的相互作用决定了纸张的强度、松厚度和其他物理性能。
纤维间的相互作用力主要包括氢键、范德华力和机械交织力等。
在湿部化学中，通过调节纸浆的pH值、添加助剂等方式，可以改变纤维表面的电荷分布和润湿性，从而影响纤维间的相互作用。
（二）添加剂的功能造纸过程中使用的添加剂种类繁多，包括助留剂、助滤剂、增强剂、施胶剂等。
这些添加剂在湿部化学中起着至关重要的作用。
例如，助留剂可以提高细小纤维和填料的留着率，增强剂可以增加纸张的强度，施胶剂则可以改善纸张的防水性能。
添加剂的选择和使用对纸张的最终性能有着直接的影响。
（三）胶体与界面化学胶体与界面化学是湿部化学的重要理论基础。
纸浆悬浮液中的纤维、填料和添加剂都可以看作是胶体粒子。
这些胶体粒子在悬浮液中的稳定性、聚集状态和相互作用都受到胶体化学原理的支配。
界面化学则研究不同相之间的相互作用，如纤维与水、纤维与添加剂、添加剂与水等界面上的吸附、润湿和分散等现象。
三、造纸湿部化学的应用（一）优化纸张性能通过湿部化学的调控，可以优化纸张的多种性能。
胶体化学发展的历史
绪论
（ 3 ）近代化学和近代物理上的成就，进一 步促进对胶体化学中某些理论的探讨。例 如以量子力学及固体物理为基础研究吸附 和催化现象；用统计力学和电子计算机技 术研究高分子溶液性质、搞分子在固体表 面上细故以及聚沉过程；用示踪原子验证 某些吸附动力学过程、两维膜的性质。在 这些方面都已取得了良好的结果，开拓了 胶体化学研究的新领域。
绪论
例如 云
敬 爱 父 亲 节感 恩祝福 1、 老 爸 ！ 今天 是父亲 节，你 不知道 吧？祝 老爸身 体 健 康 ， 生 意兴隆 ，股票 变红 ！ 要不要 什么礼 物啊？ 不过， 得要你 报销啊 ！ 2、 只一句 父亲 节快乐 当然算 不了什 么，但 是在喜 庆吉日 里对您 格外亲 切的祝 福， 包 含 多 少 温 馨的情 义都出 自我的 内心深 处。 3、 爸 爸 ， 今天是 父亲节 ，节日 快 乐 哦 。 虽 然，你 有时很 凶，但 是我知 道你是 爱我的 ，是吗 ？在这 里祝你 快乐， 健 康 ！ 4、 敬 爱 的 爸 爸，父 亲节快 乐，祝 福您岁 岁愉快 ，年年 如意。 5、 爸 爸 ， 在 这 特殊的 日子里 ，所有 的祝福 都带着 我们的 爱，挤 在您的 酒杯里 ，红红 深 深的， 直到心 底。爸 爸，祝 父亲节 快乐！ 6、每当 想起您 我就无 比的自 豪， 是 您 时 刻 在 激励我 不断奋 进。在 这个特 殊的节 日里我 祝福您 ，父亲 节快乐 ！ 7、 您常在 给我理 解的注 视，您 常说快 乐是孩 子的礼 物。所 以今天 ，我送 上一个 笑， 温 暖 您 的 心 。爸爸 ，祝父 亲节快 乐！ 8、 父 亲 给 了我一 片蓝天 ，给了 我一方 沃 土 ， 父 亲 是我生 命里永 远的太 阳，祝 父亲节 快乐！ 9、 您 的 眼 光中 虽有严 厉 ，但更 多的是 温暖， 是爱护 。谢谢 您，爸 爸。祝 您父亲 节快乐 ！ 10、如 果，
造纸工业表面施胶剂的研究进展
造纸工业表面施胶剂的研究进展造纸工业是全球重要的制造业之一，对于经济发展和社会生活都有着巨大的影响。
表面施胶剂是造纸工艺中不可或缺的一部分，能够改善纸张的性能和品质，提高其抗压、抗水、抗腐蚀等能力。
本文将重点造纸工业表面施胶剂的研究进展，以期为相关产业的发展提供参考。
表面施胶剂在造纸工业中主要分为天然生物质施胶剂和合成高分子施胶剂两类。
其中，天然生物质施胶剂以植物淀粉和蛋白质为主要原料，具有环保性能好、易生物降解等优点，但耐水性和耐候性较差。
而合成高分子施胶剂则具有优异的耐水性和耐候性，能够提高纸张的防水、抗腐蚀等性能。
目前，造纸工业表面施胶剂的研究主要集中在以下几个方面：施胶剂的合成与改性、施胶剂在纸张表面的应用与性能研究、施胶剂对纸张生物降解性能的影响等。
虽然取得了一定的进展，但仍存在以下问题：对表面施胶剂的作用机制了解不足、缺乏环保型高效表面施胶剂的开发、对新型表面施胶剂的研发力度不够等。
表面施胶剂的研究方法主要包括：化学实验法、物理实验法、电化学方法、计算机模拟方法等。
其中，化学实验法主要用来研究施胶剂的合成与改性，通过调整实验条件，探究最佳的合成路径和改性方法；物理实验法则主要用于研究施胶剂在纸张表面的应用和性能，通过观察和测量纸张的物理特性，评估施胶剂的效果；电化学方法则用于研究施胶剂对纸张生物降解性能的影响，通过分析纸张在微生物作用下的电化学反应，判断施胶剂的环保性能；计算机模拟方法则通过建立数学模型，预测施胶剂的性能和作用机制，为实际实验提供指导。
近年来，随着环保意识的增强和技术的不断发展，表面施胶剂的研究也取得了一些新的进展。
一方面，研究者们开始尝试开发更加环保的生物质施胶剂，如基于天然植物淀粉和蛋白质的施胶剂、基于微生物菌体的施胶剂等。
这些新型的生物质施胶剂具有更好的环保性能和生物降解性，能够满足越来越严格的环保要求。
另一方面，新型的合成高分子施胶剂也不断被开发出来，这些施胶剂具有更加优异的耐水性、耐候性和防水性能，能够满足造纸工业对高性能纸张的需求。
造纸过程的胶体与界面化学
造纸过程的胶体与界面化学造纸术作为中国古代的四大发明之一，对于人类文明的发展起到了重要的推动作用。
如今，随着科技的进步，现代造纸工业已经发展成为一个高度复杂且精细的产业。
在这个过程中，胶体与界面化学发挥着不可忽视的作用。
本文将探讨造纸过程中胶体与界面化学的原理及应用。
一、胶体化学在造纸过程中的应用胶体化学是研究胶体体系的科学，胶体系由胶体颗粒分散在连续介质中形成。
在造纸过程中，纸张的形成就是纤维、填料和其他添加剂在水中形成胶体态的过程。
因此，胶体化学对于纸张的形成和性能具有重要影响。
首先，纤维在造纸过程中是核心原料，其分散和聚集状态直接影响纸张的匀度和强度。
纤维在水中形成胶体分散体系，需要通过胶体化学原理来调控纤维的分散和聚集，以获得理想的纸张结构。
其次，填料和添加剂也是造纸过程中不可或缺的成分。
它们可以改善纸张的光学性能、印刷性能和其他特殊性能。
这些添加剂在纸张中的分散和分布同样受到胶体化学原理的调控。
二、界面化学在造纸过程中的应用界面化学是研究不同相之间界面现象的科学，在造纸过程中涉及到液-液界面、固-液界面等多种界面现象。
这些界面现象对于纸张的性能和加工过程具有重要影响。
在造纸过程中，纤维、填料和其他添加剂需要在水中充分分散，然后经过压榨、干燥等工序形成纸张。
在这个过程中，纤维之间的相互作用、纤维与填料和添加剂之间的相互作用都涉及到界面化学问题。
通过调控这些界面相互作用，可以改善纸张的强度、韧性、吸水性等关键性能指标。
此外，在造纸过程中使用的各种化学品（如助留剂、助滤剂、湿强剂等）也涉及到界面化学问题。
这些化学品需要在纸张形成过程中与纤维、填料等组分发生相互作用，以实现特定的功能。
界面化学原理可以帮助我们理解和调控这些相互作用，从而提高造纸过程的效率和纸张的性能。
三、总结与展望总的来说，胶体与界面化学在造纸过程中发挥着重要作用。
通过深入研究胶体与界面化学原理，我们可以更好地理解和调控造纸过程中的各种物理和化学现象，从而提高纸张的性能和降低生产成本。
胶体滴定和Zeta电位在造纸中的应用
抄 片 的过 程 中，用 Ｓ Ｐ一 ４Ｚｔ Ｚ ０ ｅ ａ电位仪 测定浆料 的 Ｚ ｔ ｅａ电
测 定 浆 料 的 Ｚ ｔ 位 ， 讨 了 Ｚ ｔ 位 对 填料 留着 率 、 页 强 度 的 影 响 ｅ ａ电 探 ｅａ电 纸
位 ． 定结果打印输出。 测 试验表明： 胶体滴定是一种简单 、 速、 快 准确 的测定高分子 聚合物电荷的 １３ ３ 在 方 形 抄 片 器 上 抄 片 ， Ｆ １ ． 在 Ｉ ９型 圆形 电热 烘 缸烘 干 ， 纸 方 法 ： Ｚ ｔ 位 进 行控 制 对 造 纸过 程 的优 化 非 常 重 要 一 对 ｅ ａ电
． 前 ，先 把 ｊ 定 浓度 的待 测 试 样 溶 液 调 至 中性 ，再 用 去 离 子 水 稀 释 的 影 响 表３ 阳离子聚丙烯酰胺对浆料的 Ｚ ｔ电位、 ｅ ａ 纸页强度和填料 冒着章的骺响 １０倍 ， 取 ２ ０ 移 ｍＬ此 溶 液 ， 取 ５ Ｌ中性 的 去 离 子 水 ， 入 一滴 移 ０ｍ 加
注 ： Ｐ Ｍ—— 汽 巴精 细化 工公 司 ， 子 量 ３５万 Ｃ子 聚丙烯酰胺 ， Ｅ 阳离子淀粉 进 ｌ
常关键的作用 。因而对浆料的带电情况 和浆料组分间的作用进行 均带有 阳电荷 ，其 中聚季胺带 的电荷量最大。这三种化学品均可 ｅａ 研究 有助 于实现造 纸过程 的优化 ，使造纸化学 品发挥更 高 的效 以用于调节纸浆 的 Ｚ ｔ 电位 ，改善抄纸的湿部环境 ，进而改善纸 率。为此 ，本文用胶体滴定法对几种造纸化学品的电荷进行 了测 页的成形和填料 的留着。 ２ ２ 浆料的 Ｚ ｔ 电位与时间的关 系 ． ｅａ 定， 同时测定 了浆料 的 Ｚ ｔ ｅ ａ电位 ， 探讨浆料 的 Ｚ ｔ ｅ ａ电位对填料 留
维普资讯
肢 漓 和 托电 在 纸 的 用 体 定 位 造 申 应
胶体化学
胶体的制备
分散法
凝聚法
机械法 电分散法 超声分散法 胶溶法
化学凝聚法 物理凝聚法
采用物理手段
采用化学手段
胶体化学的应用领域
轻工业：造纸、织物、陶瓷、涂料、黏合剂 等。 油田开发：钻井液中颗粒大小的控制、流变 性、稳定性、絮凝作业、粘土分散雨防塌等。 农业：土壤中的离子交换、土壤团粒、农药 的乳化与分散等。 生物学与医学：生物流变学、血液学、电泳、 渗透与膜、各种凝胶、病毒、蛋白质等。
日用品的生产与使用：洗涤剂、化妆品等。
环境科学：气溶胶、烟雾、水净化、 污水处理等。 分析化学：离子交换、胶束增溶、 浊度、吸附指示剂、脱色等。 材料：水泥、纤维、橡胶等。
海洋科学：稀有元素的吸附提取、 污染油膜的处理。
胶体前沿
碟状胶体：软物质的新兴前沿
微纳米碟状胶体的研究发展近况，侧重于合成、自组装和 它们在软凝聚态物质及材料科学中的角色.
胶体未来发展着重方向
添加剂、助剂以及表面活性剂的多品种开发
涂浮剂的分散稳定 胶体与界面现象的深入研究 与产品外观提高相关的产品在胶体领悟的相关研究
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胶体化学
应化144
胶体的发现
胶体这个名词史由英国科学家 Thomas Graham(1861 年 ) 提出来的。
他用的仪器极为简单，将一块羊皮纸缚在一个玻璃筒上， 筒里装着要试验的溶液，并把筒浸在水中。Graham 用此 种装置研究许多物质的扩散速度，发现有些物质，如糖、 无机盐、尿素等扩散快，很容易自羊皮纸渗析出来；另一 下物质，如明胶、氢氧化铝、硅酸等扩散很慢，不能或很 难透过羊皮纸。前一类物质当溶剂蒸发时易于形成晶体析 出，后一类物质则不能结晶，大多成无定形胶状物质。于 是， Graham 把后一类物质称为胶体（ Colloid ），其 溶液称之为溶胶。胶体源自希腊文的 κολλα（胶）。
造纸化学品应用与造纸化工原料检验标准
《造纸化学品应用与造纸化工原料检验标准》2009-09-25 19:39类别: 造纸作者: 编委会出版社: 北方工业出版社 2008年01月册数: 精装全三册定价: 798.00元目录：造纸工业在我国的国民经济中真有重要地位，近些年我国的造纸工业持续迅速发展，纸和纸板的生产量已位居世界第三位。
国内外的实践经验已经表明，为了提高纸的质量和生产效率、降低生产成本、增加纸的使用功能和开发纸的新产品，采用化学助剂具有举足轻重的作用。
国外有许多生产造纸化学品(造纸化学助剂)的著名公司和厂家，而且目前还在不断重组和联合，他们不仅具有众多著名的系列品牌，而且掌握丰富的应用技术o国内在这方面虽然起步较晚，但是随着人们认识的不断提高也正在朝这个方向努力，造纸企业对造纸化学品的应用与日俱增。
上篇第一章概论第一节湿部化学的研究内容第二节湿部助剂的分类第二章纸料各组分的湿部化学特性第一节水第二节造纸纤维第三章纸料组分的胶体化学第一节造纸自己料组分及其相互间的作用第二节造纸湿部胶体特性第四章湿部电荷及测定第一节聚电解质第二节纸料中电荷的来源与性质第五章湿部化学过程控制第一节湿部化学控制模型第二节湿部化学控制参数第六章造纸用填料第一节填料的性质第二节填料的类型第七章造纸用色料第一节引言第二节光和色的关系第八章纸张强度与增强剂第一节纸张结构和强度的形成第二节打浆对纸张强度的作用第九章纸料的絮聚与助留助滤剂第一节纸料组分的留着方式第二节纸料的基本絮聚机理第十章造纸表面物理化学与表面施胶剂第一节造纸中的表面现象第二节施胶剂的乳化第十一章纸的内部施胶第一节引言第二节润湿和渗透第十二章铝化合物第一节引言第二节造纸明后凡第十三章其他造纸助剂第一节纤维分散剂第二节消泡剂中篇第十四章蒸煮助剂第一节主要蒸煮方法及作用原理第二节恙西昆及其衍生物第十五章漂白助剂第一节主要漂白方法及作用原理第二节漂白助剂第十六章废纸脱墨剂第一节废纸回收利用的意义和现状第二节废纸脱墨的原理与方法第十七章其他制浆助剂第一节树脂控制剂第二节防腐剂.第十八章颜料涂布纸加工化学品第一节常用涂布颜料第二节胶粘剂第十九章信息记录纸加工化学品第一节光敏材料第二节隐色染料与显色剂第二十章变性纸加工化学品第一节植物羊皮纸第二节钢纸第二十一章防护类纸加工化学晶第一节防锈剂第二节阻燃剂第二十二章粘合类纸加工化学晶第一节引言第二节压敏胶下篇化工产品通用检测方法造纸用一般化工原料检测方法。
黄原胶结构、性能及其应用的研究
黄原胶结构、性能及其应用的研究一、本文概述黄原胶，作为一种独特的微生物多糖，自被发现以来，就因其出色的稳定性和增稠性而在多个领域中得到了广泛的应用。
本文旨在对黄原胶的结构、性能及其应用进行深入的探讨和研究。
我们将首先详细解析黄原胶的分子结构，理解其独特的物理化学性质。
接着，我们将进一步探讨黄原胶在各种应用场景中的表现，包括其在食品、化妆品、医药和石油工业等领域的应用。
我们还将关注黄原胶的改性研究，以期通过改进其性能，扩大其应用范围，满足更多领域的需求。
我们还将对黄原胶的未来发展前景进行展望，以期能够为相关领域的科研工作者和工业生产者提供有价值的参考和启示。
二、黄原胶的结构黄原胶，又称为汉生胶，是一种由微生物发酵产生的多糖类食品原料。
其独特的结构赋予了它一系列优异的性能，使其在食品、医药、石油、化妆品等多个领域得到了广泛的应用。
黄原胶的分子结构主要由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-半乳糖以2:2:1的比例构成，形成一种复杂的线性多糖结构。
其分子链上含有多种官能团，如羟基、羧基等，这些官能团的存在使得黄原胶具有良好的水溶性和稳定性。
黄原胶分子链之间还存在着大量的氢键和范德华力，使得其在水溶液中形成高度纠缠的三维网络结构。
黄原胶的这种特殊结构使得它在水溶液中表现出极高的粘度和增稠性。
黄原胶还具有良好的稳定性、耐酸碱性、耐盐性以及独特的流变性等特性。
这些性能使得黄原胶在食品工业中可以作为增稠剂、稳定剂、悬浮剂等使用；在医药领域，黄原胶可以作为药物载体、控释剂等使用；在石油工业中，黄原胶可以作为钻井液稳定剂、驱油剂等使用；在化妆品领域，黄原胶可以作为保湿剂、增稠剂等使用。
黄原胶的结构是其优异性能的基础，这使得黄原胶在众多领域都具有广阔的应用前景。
随着科学技术的不断发展，黄原胶的结构和性能还将得到更深入的研究和开发，其在各个领域的应用也将更加广泛和深入。
三、黄原胶的性能黄原胶作为一种独特的生物高分子，具有一系列出色的性能，这些性能使得黄原胶在众多领域有着广泛的应用前景。
初中化学知识点归纳胶体溶液和悬浮液的性质与应用
初中化学知识点归纳胶体溶液和悬浮液的性质与应用初中化学知识点归纳：胶体溶液和悬浮液的性质与应用在化学中，溶液通常分为胶体溶液和悬浮液。
它们的性质和应用既有相似之处，又存在一些不同之处。
本文将对胶体溶液和悬浮液的性质以及它们在生活中的应用进行归纳总结。
一、胶体溶液的性质1. 定义：胶体溶液是由两种或两种以上的物质所组成的，可形成胶状或凝胶状的分散体系。
2. 大小范围：胶体溶液的颗粒大小在1到100纳米之间。
3. 胶体颗粒：胶体溶液中的颗粒不会沉积，并能散布在溶质所在的介质中。
4. 稳定性：胶体溶液一般具有较好的稳定性，不易沉淀。
5. 光散射现象：胶体溶液能够散射光线，呈现乳白色乳状液体。
6. 界面活性剂：胶体溶液经常使用界面活性剂来稳定胶体颗粒，防止其沉淀。
7. 胶体溶液的黏稠度：胶体溶液通常具有一定的黏稠度，比较粘稠。
二、悬浮液的性质1. 定义：悬浮液是由一种或一种以上的固体颗粒分散在液体中而形成的混合物。
2. 颗粒大小：悬浮液中的固体颗粒一般较大，大小在10微米以上。
3. 沉淀：悬浮液中的固体颗粒会沉淀在液体底部，需要经常搅拌或振荡来保持分散。
4. 透光性：悬浮液的透光性较差，呈现混浊的状态。
5. 分离性：悬浮液可以通过沉淀和过滤的方式分离固体颗粒和溶质。
三、胶体溶液和悬浮液的应用1. 胶体溶液的应用a. 制浆造纸：胶体溶液在造纸工业中起到了悬浮固态物质和纸浆分离的作用，使纸张更加柔软光滑。
b. 胶体药剂：胶体溶液作为药物的载体，能够延缓药效的释放，提高药物的疗效。
c. 胶体涂料：胶体溶液可以用于制作涂料，使涂层更加均匀牢固。
d. 日用化妆品：胶体溶液被广泛应用于化妆品，如面膜、洗发水等，起到稳定和调节作用。
2. 悬浮液的应用a. 药物悬浮液：悬浮液常常被用作药物口服液的制备，通过悬浮颗粒使药物更易服用。
b. 土壤改良剂：悬浮液中的固体颗粒可以用于改良土壤结构，提高土壤的肥力和通气性。
c. 环境治理：悬浮液可以用于废水处理，通过混凝作用将悬浮物和溶质分离。
明胶的制备及应用
明胶的制备及应用031104 冯细昌201010009601.明胶的制备动物的骨、生皮、肌腱、膜等结缔组织或表皮组织中含有丰富的胶原。
胶原由多种蛋白质组成, 是制胶的主要成分。
它不溶于水、酸、碱和盐的稀溶液, 在一定pH 值的热水中, 胶原发生部分水解, 使原来的高聚物变成低分子量、能溶于热水、具有一定黏度的胶液。
由此可见, 明胶是由胶原转化生成的一种亲水性胶凝物质。
胶原分子表面的侧基能与水分于以氢键结合, 发生膨胀, 形成明胶。
1.1.碱法制备国内外制备明胶普遍采用的是碱法生产。
明胶可以以制革厂废弃边角料一毛边皮为原料, 经碱浸泡、酸浸泡、水解、熬胶等精制过程而制得, 其生产工艺流程如图l 所示。
此种制备方法工艺简单, 成本低, 但是产品中含盐量较高, 相对分子质量分布较宽, 对设备的材质要求较高。
而且生产中碱浸泡、酸浸泡、中和等工段产生的大量废水成分复杂, CO D 含量高,废水难治理治理投资及设施运行成本大。
1.2.酶法制备由于碱法制备的上述缺点, 目前生产明胶的较先进的方法为酶法制备。
酶法制备周期短, 产品的相对分子质量分布较窄, 易控制。
酶法生产的大概步骤为: 皮革边角料等酶处理-石灰乳浸泡(1 天) 10 % 盐酸中和胶水浓缩叶凝胶干燥粉碎产品。
2.明胶的性质及应用2.1．明胶在食品中的应用明胶成品除含有少量水分和无机盐外，其中蛋白质含量占82%以上，含有除色氨酸以外的几乎所有的人体必需氨基酸，此外还含有多种微量元素，所以明胶是一种理想的蛋白源。
由于明胶具有优良的物理性质如：胶冻力，亲和力，高度分散性，分散稳定性，持水性，被覆性，韧性及可逆性。
是一种重要的食品添加剂。
明胶可广泛应用于食品制造，可作食品的凝胶剂，稳定剂，乳化剂，结晶调节剂，增稠剂发泡剂，胶粘剂，分散剂，澄清剂等。
（1）胶凝剂。
食用明胶与水可形成热可逆性凝胶，类似琼脂和果胶，其差别在于食用明胶的熔点低，非常接近人的口腔温度。
丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺的化学反应过程
丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺的化学反应过程摘要：一、丙烯酰胺聚合简介1.丙烯酰胺单体2.聚丙烯酰胺的优点二、丙烯酰胺聚合反应过程1.反应原理2.反应条件3.反应类型三、聚丙烯酰胺的应用领域1.水处理2.造纸工业3.石油开采四、聚丙烯酰胺的发展趋势1.绿色化生产2.产品改性3.应用领域的拓展正文：一、丙烯酰胺聚合简介丙烯酰胺（Acrylamide，AM）是一种白色晶体，具有酰胺基团和双键，是一种重要的有机化工原料。
丙烯酰胺单体可由丙烯腈、氨和氢气在催化剂的作用下生成。
丙烯酰胺具有良好的水溶性、高热稳定性和化学稳定性，广泛应用于化工、石油、医药、环保等领域。
聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）是丙烯酰胺通过聚合反应形成的高分子聚合物。
聚丙烯酰胺具有许多优点，例如高分子结构、优异的絮凝性能、广泛的适用范围等。
在众多领域中，聚丙烯酰胺发挥着重要作用，为人们的生产生活带来诸多便利。
二、丙烯酰胺聚合反应过程丙烯酰胺聚合反应是指将丙烯酰胺单体通过化学反应聚合成聚丙烯酰胺的过程。
该反应过程可以分为以下几个步骤：1.反应原理丙烯酰胺聚合反应通常采用溶液聚合方法。
在溶液聚合过程中，丙烯酰胺单体、引发剂和链增长剂在溶剂中进行反应，生成聚丙烯酰胺高分子链。
反应过程中，单体、溶剂、引发剂和链增长剂之间需要保持适当的浓度比例，以保证聚合反应的顺利进行。
2.反应条件丙烯酰胺聚合反应通常需要在一定温度、压力和溶剂条件下进行。
一般情况下，反应温度越高、反应时间越长，聚合物的分子量和性能就越好。
此外，反应过程中的溶剂、引发剂和链增长剂的浓度及配比也是影响聚合反应效果的重要因素。
3.反应类型丙烯酰胺聚合反应主要分为自由基聚合和离子聚合两种类型。
自由基聚合反应速度快、反应条件温和，但聚合物的性能相对较差；离子聚合反应速度较慢、反应条件较苛刻，但聚合物的性能优异。
根据实际应用需求，可以选择合适的聚合反应类型。
三、聚丙烯酰胺的应用领域聚丙烯酰胺具有优异的絮凝性能，广泛应用于以下领域：1.水处理聚丙烯酰胺在水处理领域中具有广泛应用，可用于饮用水处理、废水处理、污泥脱水等。
胶体基本理论—胶体体系概述
现代胶体科学的研究特点
其中，两个根本的问题始终是胶体和界面科学工作者研究的中心
（1）分子间力和界面力的性质问题，主要是弱相互作用。在分散体系中， 分散相的相互作用，分散相与分散介质的相互作用，分散相与吸附物的相互 作用，分散介质与吸附物的相互作用，以及吸附层中吸附物的相互作用等都 受到这种力的作用。
《表面活性剂、胶体与界面化学基础》
考试考核
平时成绩：考勤+课堂表现 线上考核、互动、评价：50% 期末考试：50%
基本理论
界面和分散体系 胶体体系概述 胶体的基本性质 表面活性剂结构和定义 表面张力和表面特性 表面活性剂在界面的吸附 表面活性剂溶液性质 乳状液HLB值、PIT理论
在胶核同周围介质的界面区域就形成所谓双电层，内层是胶核固相的电位离子层， 外层是液相中的反离子层。
这些异号离子，其中紧靠电位离子的部分
胶核
被牢固的吸引着，当胶核运动时，它也随着
一起运动，形成固定的离子层，称为吸附层。
而其它的异号离子，距离电位离子较远，受
到的引力较弱，不随胶核一起运动，并有向
水中扩散的趋势，形成了扩散层。
胶体与界面化学的研究内容
宏观物质
亚微观结构
分 子 原 子 基本粒子
物理
胶体
化学
物理
胶体与界面化学主要是研究胶体分散体系和界面现象的一门科学，是 物理化学的重要分支。既要研究胶体化学的问题，有必然涉及表面化 学的问题，两者相互联系、相辅相成。
分散体系 纳米材料
分散体系的形成与稳定
光学性能、流变性能 智能流体、电磁流变体
胶体的结构
胶 团
内
胶核
离扩 子
层
散
层 胶体构造示意图
聚乙烯亚胺衍生物在造纸上应用
聚乙烯亚胺的衍生物在造纸上的应用王雪娟施士焱( 武汉市强龙化工新资料有限责任企业，武汉430023)造纸工业是以纤维为原料的化学加工业，纸张的很多特别的优胜性能( 如抗水性、抗油性、湿强度、光滑性、印刷适性、柔嫩性等等 ) 都需要经过各样化学品的应用来实现。
目前，我国造纸工业正在由酸性施胶向中性施胶转变， AKD施胶剂 ( 烷基烯酮二聚体分别液 ) 是造纸工业目前使用最宽泛的中性施胶剂。
1聚乙烯亚胺的衍生物有着屈指可数的特征聚乙烯亚胺 (PEI) 的衍生物是造纸工业和造纸化学品生产中使用宽泛的聚合物胶体，聚乙烯亚胺单体是一种三元环化合物，因为三元环的不稳固性，在适合的催化剂的催化下，可开环聚合生成不一样分子量的聚乙烯亚胺(PEI) 。
在以上聚合物分子简式中，均含有伯胺、仲胺、叔胺。
而在伯胺、仲胺分子上的开朗H，均能够持续聚合反响，形成大分子化合物。
依据文件报道，聚乙烯亚胺分子中，伯胺：仲胺：叔胺 =1：2：1，可见聚乙烯亚胺属于高支链度聚合物，它能够与水无穷互溶。
聚乙烯亚胺配制成 10％水溶液，其溶液 pH 值高达 10～12，聚乙烯亚胺还有一个显然的特色是，其水溶液拥有正电荷性，正电荷性的强弱与催化机理亲密有关，采纳不一样的催化剂，可获取不一样正电荷的聚乙烯亚胺；正电荷性的强弱与溶液的酸碱性亲密有关：溶液呈碱性状态，正电荷值大约在 20％～ 30％左右，跟着溶液 pH 值降落，正电荷值不停提升，当溶液是中性状态时，正电荷值可达 50％左右，溶液呈酸性状态时，正电荷值可高达70％左右。
正因为聚乙烯亚胺有这些屈指可数的特征，为其在不一样工业领域获取宽泛的应用供给了理论依照。
特别是在造纸工业领域中带有宽泛的应用性，既能够做助留剂、助滤剂，又能够做湿加强剂，中性施胶剂，特别是做湿加强剂，请同意我引用一下浙江理工大学留日博士生的话：“在众多含有N 原子高聚物分子中，聚乙烯亚胺作湿加强剂用成效最正确，机理是什么，目前还没有研究清楚。
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胶体化学的发展及其在造纸工业中的应用08级化学4班40807204铁雨薇胶体化学( colloidal chemistry) 是研究广义的胶体分散系的物理化学性质的一门科学[1] 。
1861年Thomas Graham提出/ 胶体0( Colloid) 一词, 标志胶体化学的产生。
1864 年, 英国科学家格雷阿姆对胶体进行了大量实验, 而且在多方面有开创性地研究, 导致建立了一门有系统性的学科) ) ) 胶体化学。
但直到1907 年俄国科学家法伊曼才给胶体这个概念以确切的定义。
他提出胶体是物质处在粒子大小为1~ 100 nm 之间的分散状态。
而今, 胶体化学的应用已渗透到很多领域, 如造纸、食品加工、精细化工等工业。
1 蒸煮过程中胶体化学理论的应用及实践从胶体化学的观点来看, 制浆过程是将大块植物原料分散成纤维素分散体的过程[ 1] 。
在蒸煮过程中, 蒸煮液的有效成分应充分进入原料内部。
在浸透过程中, 存在两个作用: 其一是毛细管作用, 主要是靠压力差通过导管或管胞( 或纤维) 胞腔进行。
毛细管浸透率与毛细管半径的四次方成正比, 与压力差成正比, 与蒸煮液粘度成反比。
在纤维原料水分含量低时, 排除原料毛细管内的空气后, 浸透加快。
试验证明, 沿纵向的毛细管浸透率比横向大得多。
其二是扩散作用, 靠浓度差使蒸煮液中的离子扩散浸入原料内部。
在纤维原料水分含量高至纤维饱和点( 即毛细管完全被水充满) 时, 离子浸透到原料中心的过程就主要靠扩散作用进行了。
扩散作用取决于有效毛细管截面积, 试验表明, 在碱法蒸煮中, 木材发生内部润胀, 11碱液在纵向和横向上的扩散几乎一样, 因而浸透速率相近[ 2] 。
2 洗涤过程中胶体化学理论的应用及实践从胶体化学的观点来看, 纸浆与废液组成的是一种液态非均相系。
由于含水纸浆与黑液的密度相差较小, 往往采用过滤的方法分离。
过滤是利用有许多毛细空道的浆层作介质, 在浆层两侧压强差的推动下, 使洗涤液与悬浮固体，纤维分离。
扩散过程为物质的传递过程。
纸浆的扩散洗涤即是利用浆中残留废液浓度大于洗涤液的浓度的差别, 使纤维壁内外废液中的溶质分子自动移向水中, 水分子也向纤维运动以进行置换, 这就是分子扩散作用。
3 漂白过程中胶体化学理论的应用及实践从胶体化学的观点来看, 漂白过程是漂白剂离子通过化学作用除去木素或破坏其中的发色基的过程[3] 。
现代漂白是多段漂白, 每段使用不同化学品和技术条件, 每段之间一般都带有段间洗涤[4] 。
氯化(C) : 在酸性介质中与元素氯起反应。
碱处理(E) : 溶解掉与烧碱(NaOH) 起反应的产物。
二氧化氯(D) : 在酸性介质中与二氧化氯( ClO2) 起反应。
氧化(O) : 在高压下于碱性介质中与分子氧起反应。
次氯酸盐(H) : 在碱性介质中与次氯酸盐起反应。
过氧化氢: 在碱性介质中与过氧化氢起反应。
臭氧(Z) : 在酸性介质中与臭氧起反应。
漂白流程的前期阶段主要是脱除纸浆的木素。
这部分漂白流程可作为蒸煮脱木素过程的继续。
一般说来, 明显的增白作用只发生在脱除残余木素之后[5] 。
4 抄纸过程中胶体化学理论的应用与实践从胶体体系方面认识造纸化学较为容易, 例如, 大多数胶体体系可分成疏液的和亲液的两种体系[ 6] , 下面是这两种体系的主要特性。
疏液系统的特性: 1 粒子的悬浮- 非溶液体系; o 溶剂和粒子间的吸引力或亲和力较小; . 体系不稳定导致聚集; . 界面存在有强烈地影响体系行为的粒子和悬浮介质。
亲液系统的特性: 1 高分子的真溶液或者小分子的聚集; o 溶剂和离子间的强烈吸引; . 粒子与介质间无真正的分解面。
如果分散介质是水时, 可相应的称其为疏水和亲水胶体体系[6] 。
由于造纸体系的分散一般是在水介质中进行的, 所以造纸系统中的分散胶体体系也可称为疏水体系和亲水体系。
4. 1 造纸湿部胶体体系的特性下面列出了造纸湿部中一些典型的胶体体系。
疏水胶体体系: 1 分散在水中的颜料; 分散在水中的细小纤维; . 分散在水中的松香胶粒; .分散的松香施胶液。
亲水胶体体系: 1 溶于水的淀粉; o 溶于水的胶粒; . 溶于水的半纤维素; . 溶于水的表面活性剂、分散剂、湿润剂; . 溶于水的助留剂、助滤剂以及成形助剂。
其中有两种亲水胶体是非常重要的, 第一种是助留剂和助滤剂、干强剂和湿强剂, 它们会影响亲水物质的行为。
第二种则是缔合化合物如湿润剂、表面活性剂、消泡剂和分散剂。
一般造纸系统中, 色料和细小纤维与水是可湿润并可作用的物质, 但实际上, 细小纤维表面通常被覆盖着一层纤维素和半纤维素形成的凝胶。
即使是松香粒子分散后与水反应达到一定的程度也是不可能形成非常稳定的胶体分散体系的。
对此问题的另一种看法是对单个粒子也可湿润, 在其表面上可吸附一定的水, 但它仍然是具有疏水特性的分散体系[7~ 8] 。
4. 1. 1 疏水分散系的稳定性疏水分散系的研究主要是讨论它们回复到平衡聚集状态时的速度, 以上列出的所有疏水胶体体系在造纸过程中都会变回到聚集状态。
实际生产中, 造纸工作者非常希望能控制这种胶体的聚集过程, 以便能使各种物质在纸页中均匀地分布,并且能最大程度地保留在纸页中, 如果不能很好地控制这种胶体体系的聚集过程, 就会导致纸页质量降低, 以及产生沉淀等问题。
疏水胶体分散系的稳定性通常用保持分散的能力来表示, 以及通过胶体粒子从液体中沉淀出所用的时间来测量。
这种相分离也许是由于原分散粒子因重力沉降而变成更大的聚集体。
疏水胶体聚集机理的主要类型包括:凝聚: 胶体悬浮液在盐和低分子质量、高电荷12 造纸化学品2004( 4)密度聚合电解质作用下的失稳。
絮凝: 胶体悬浮液通过粒子与长链高聚物的结合而失稳。
4. 1. 2 疏水胶体颗粒的表面电荷当固体颗粒分散在水中时, 静电荷在固、水界面上会产生积累。
在造纸湿部体系中, 这种电荷也许由纤维表面产生电离的羧基和磺酸盐以及半纤维素、溶解木素、助留剂和阳离子淀粉等物质分子在表面上吸附而产生, 矿物填料如瓷土, 二氧化钛通过水在界面上的离子化以及其他荷电物质的吸附也会产生电荷[ 9] 。
水是一种极性介质, 当造纸配料组分与水接触时, 其界面上常常带有电荷, 如配料中加入的高分子电解质电离时可使整个分子带电。
若高分子电解质属两性电解质, 它的电离及分子静电荷强烈地依赖于介质的pH 值, 在低pH 值时分子带正电荷, 在高pH 值时带负电荷[10]。
有些物质如纤维在水中并不电离却也能带电, 因为它的表面具有选择性吸附水中的H+ 、OH- 或其它离子的能力, 从而使其表面带上某种电荷。
吸附不仅可使固体表面带电, 而且还可使已带某种电荷的表面改变电荷的符号, 这种情况常发生在加入高价反离子或吸附能力特别强的反离子。
分散于水中的纸料胶体颗粒, 其颗粒具有离子性及表面层的分子结构, 当它具有极性时, 可从悬浮液中选择性地吸附离子, 因表面具有一定的电位便产生了动电行为。
造纸过程中的动电现象是湿部化学的稳定要素。
由于纤维素通常带的是负电荷, 因此要使带有同样负电荷的松香胶、填料等吸附于纸料纤维,就必须减少其相互的排斥力。
当加入矾土液电解质时, 悬浮液的pH 值降低。
控制加入量使Zeta电位接近零时, 颗粒的相互排斥力变小, 此时细料固体颗粒就会聚集在纤维表面上。
从电荷的角度来看, 悬浮胶体颗粒带有相同符号的电荷, 界面电荷的存在会影响到造纸纤维悬浮液中离子的分布。
胶粒表面带有同符号的离子, 而反离子分布在它的周围, 反离子一方面受胶粒的电吸引, 有靠近胶粒的趋势, 另一方面因本身的电排斥作用有远离胶粒的趋势。
在大多数情况下, 一部分反离子和胶粒紧密地联在一起, 电泳时和胶粒一起移动, 这部分反离子和胶粒表面上的离子形成的电层叫作吸附层, 它的厚度大约是一个分子的距离; 另一部分反离子分布在胶粒周围,离胶粒越近越浓, 离胶粒越远越稀, 形成电荷符号与吸附层相反的另一带电层( 称为扩散层) [11] , 如图1 所示。
图1 双电层示意图吸附能力特别强的反离子当分散相相对分散介质作运动时, 在不动的吸附层和可动的扩散层之间就产生了电位差, 称其为动电位, 也就是通常所称的Zeta 电位, 它也可以认为是控制胶粒间电排斥的电位。
颗粒表面电荷相反的离子之间, 一般会通过静电吸引和范德华力紧密结合在一起, 在该区域内电位很快下降。
流体动力滑移面一般存在于紧密结合的相反离子和紧临表面的不动层溶剂分子与溶液其余部分之间。
无秩序的、体系的扩散部分通常称为/ 古伊- 查普曼0 区域, 在此区域内电位的下降速度比不动层电位下降速度小, 电位下降到溶液内部深处, 其电位变为/ 00。
在不动层( stern) 和古伊- 查普曼的分界界面的电位称为Zeta 电位, 通常测量表面电荷时, 实际上测出的是Zeta 电位而不是表面电位, 胶体化学中通常称为/ 双电层0电位。
由于物质电中性的要求, 在整个悬浮胶体中,实际上没有静电荷存在。
然而, 在局部范围内正电荷与负电荷的电位在颗粒表面上是存在的, 该电位的强度和作用的距离决定着疏水悬浮体变为聚集体的阻力。
4. 1. 3 双电层的重要性一个疏水悬浮体系的稳定性可用保持分散体的时间来衡量。
该体系的稳定性依赖于悬浮颗粒间的排斥力和吸引力的相对大小, 以及可能发生的颗粒间的碰撞。
吸引力和排斥力来源有很多种, 相同化学组成的粒子之间总存在有范德华吸引力; 如果胶体带有相同电荷时, 由于双电层的作用而产生静电排斥力。
相反电荷的双电层则会产生吸引, 所以稳定作用和不稳定作用力可受吸附聚合电解质的影响而发生变化。
纸料中的纤维素和半纤维素的羧基( 糖醛酸) 、木素中含有的酸基以及来自制浆过程中的磺酸基等在水中电离, 将某种离子送到水中( 称为反离子) , 而配料组分粒子带有和被送出的离子符号相反的电荷。
由此得知, 粒子表面带有相同符号的电荷, 而反离子分布在它的周围, 反离子一方面受胶粒的电性吸引力作用, 有靠近组分粒子的趋势, 另一方面因本身的电性排斥力又有远离组分粒子的趋势。
Dlvo 理论认为, 胶体颗粒间的电性排斥力是由于两胶粒互相接近到一定程度时其双电层重叠引起电势分布的改变, 从而产生排斥作用[11] 。
胶粒表面与反离子之间的吸引力属于范德华力, 这种吸引力其根源也是电性作用, 它包括具有永久偶极矩的极性分子之间的静电吸引力、具有永久偶极矩的极性分子诱导非极性分子成为偶极分子从而在两者之间产生的静电吸引力以及非极性分子之间的吸引力( 又称色散力) 三种类型, 其共同的特点是吸引势能与距离的六次方成反比。
从上可知, 在纸料配料系统中找到抄造时最佳的粒子电荷值, 再从添加剂中加以控制, 则能达到目的。