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      纤维表面电荷检测方法的研究(六


      2. 2. 4月交体滴定技术的发展[(22,231

          胶体滴定技术虽有50年的发展历史,但仍处十不断的研究完善中,主要围绕

      着终点判断的改进和寻找性能优异的标准聚阳离子。

          近年来,对胶体滴定技术开展了各种判断终点的研究,除了指示剂外,还有浊

      度法、电导法、离子电极法、分光光度计法。这些方法分别适用十不同的条件,目_

      影响因素较多。在造纸工业中,最新的发展是应用动电学的方法检测胶体滴定的终

      点。最常用的方法有两种:第一种是用微电泳测量Zeta电位来判断胶体滴定的终点,

      Zeta电位为零时,即达到终点。这种方法在70年代和80年代用十分析了许多造纸

      系统,Ifu }_仍被许多湿部化学家所推荐。第二种方法是在胶体滴定中用AC流动电

      流检测仪来判定终点。这种方法是在过去的几年中发展起来的,当这项技术与自动

      的滴定仪组合使用时,可实现完全自动化的胶体滴定。这种明显方便的测量方法得

      到了许多化学品供应者和造纸工作者的采用。[24]

          流动电流的测定是在一个细小的狭缝中进行的,将水溶液样品装入测量池,在

      范德华力的作用下,高分子胶体状的溶解电荷载体优先吸附在测试室和活塞的表

      面,IfIJ“反离子”(胶体表面聚集的相反电荷离子)保持相对自由。这样可以利用

      振荡活塞迫使样品液来回通过细小狭缝,产生剧烈的水流。水流带走了自由的“反

      离子”,使之脱离胶体物质,这样“反离子”在内置电极上便产生了流动电流。常

      用的检测仪器是颗粒电荷测定仪。其测量原理图及其结构如图2. 6和图2. 7所示。

      使用AC流动电流法来确定胶体滴定的终点,一个最重要的问题就是需要绝对

      的清洁,否则结果是不可靠的,这是该方法中误差最大的根源。

      2.  3两种电荷分析技术的比较

          电荷分析的这两种研究方法所得到的是两种明显不同的信息,必须将这两种方

      法得到的结果综合分析。Zeta电位测出的是浆料的动电学性质,反应的是微粒表面

      电荷密度,胶体滴定法测得的是浆料中电荷的总量。为了把这两种方法很好地用十

      湿部控制,要特别注意每种方法的应用场合o Zeta电位主要测量在胶体尺寸范围内

      颗粒的动电现象,因此不适合用十细小组份含量低(如硫酸盐浆纸及纸板、未加

      填的纸及薄页纸)的环境;胶体滴定主要是测定未吸附物的量,因此对十高度吸

      附的试样如网下白水就不合适[26l

      3章基于流动电位法纸浆Zeta电位测量

      3. 1表界面现象及双电层模型

          人们对表界现象的认识始十电动现象的发现和研究。双电层模型的提出使人

      们对表界面现象的本质有了更加深入的理解,并用十指导实际工作。

      3.1.1动电现象

          动电现象发现十19世纪早期,对其进行系统研究已超过一个半世纪。在动电

      现象发展的早期,Resuu进行了两项试验[}zo .第一项试验说明了电渗现象;第二项

      试验发现了电泳现象。Rcuss试验证明,与固体表面接触有可能使液体带电。

          Qwincke指出,如果电渗是在外电场作用下液体在空状介质中的上升运动,则

      在液体流过空状固体时(或在外部压力差的影响下),将出现相反的效应一电位差,

      即流动电位。Qwincke使用不同材料在蒸馏水中流动,均观察到有电位差出现。试

      验表明,流动电位仅仅在固体存在时出现,与固体的线型大小、横截面及厚度无

      关。

        正如电渗和流动电位可以看作相反的效应一样,微粒通过溶液的机械运动过程中

      出现的电场,必然存在着一个与电泳作用相反的效应。Dorn第一个定量观察到这

      样的效应,并将其定义为沉降电位。通过Qwincke等人的研究,到19世纪70

      代,人们已经清楚的认识动电现象,以及在流一流体和固体之间边界区域存在的

      表面电荷的规律性。实际上,每种无机物和有机物在与液体,尤其是蒸馏水接触

      时都带电。通过与蒸馏水接触的表面带负电荷。Ifu与其它液体如松节油接触的表

      面经常带正电荷。某些液体如醚、石油或骨油不能产生表面电荷。Qwincke发展了

      一种与动电现象相关的相间边界电结构的更一致的概念。两相相接触,界面上的

      电荷既不会再产生,业不会消失,仅只是重新分布,因Ifu边界上获得了大小相等

      符号相反的相应的电荷。这就是双电荷体系。固体表面和液体之间产生电位差。

      电荷Q的符号、大小以及相应的表面电位差与表面和液体的性质有关。

          动电现象是固体表面的电现象和力学现象的组合,其特征是双电层中带电表面

      和大量溶液间的剪切运动[[28]。根据作用力和受力后运动相的不同,可把电现象分

      为四种:

      ①电泳一在外加电场下,带电表面相对十静止不动的液相运动;

      ②电渗一在外加电场作用下,液相相对十静止的带电表面运动;

      ③流动电位一在外力作用下,液相相对十静止的带电表面流动Ifu诱导产生电场;

      ④沉降电位一在外力作用下,带电表面相对十静止的液相运动Ifu诱导产生电场

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