造纸过程的胶体与界面化学PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 胶体与界面化学研究的对象和意义 1

1.2 造纸过程的胶体与界面化学 6

1.2.1 概述 6

1.2.2 造纸过程中的胶体体系 6

1.2.3 造纸过程的胶体与界面化学现象 8

1.2.4 造纸湿部化学—胶体与表面化学在造纸过程中的应用 10

参考文献 11

2 胶体和界面化学基础理论 12

2.1 胶体化学 12

2.1.1 胶体体系及其在造纸过程中的表现 12

2.1.2 胶体的电学性质 13

2.1.3 胶体的稳定性 15

2.2 界面化学基础 17

2.2.1 表面张力和表面能 17

2.2.2 内聚功和黏附功 18

2.2.3 弯曲界面两侧压力—毛细管力 19

2.2.4 润湿作用 19

2.2.5 吸附 20

2.2.6 表面活性剂 24

参考文献 26

3 造纸系统的动电现象 27

3.1 概述 27

3.1.1 造纸系统中电荷的产生 27

3.1.2 纤维素纤维动电特性的影响因素 28

3.2 纤维素纤维表面的吸附特性 29

3.2.1 阳离子聚合电解质在纸浆纤维上吸附时的动态变化 29

3.2.2 阳离子聚合电解质在纸浆纤维上的吸附特性及对纸浆性能的影响 31

3.2.3 聚合电解质在纸浆纤维表面的多层沉积 31

3.3 纸浆纤维带电基团的测定 32

3.3.1 利用电导率滴定法测定不同纸浆中羧基含量 32

3.3.2 利用聚合电解质滴定测定纸浆纤维上的带电基团 33

3.3.3 利用亚甲基蓝吸收法快速测定纸浆纤维中的阴离子基团 34

3.4 造纸过程电荷分析与过程检测 34

3.4.1 利用动电现象测定Zeta电位 35

3.4.2 胶体滴定法 35

3.4.3 在线电荷测量 38

3.4.4 电荷分析的意义 39

参考文献 39

4 铝盐絮凝剂及其絮凝化学 41

4.1 铝离子絮凝化学基础 41

4.1.1 铝离子的配位化学 41

4.1.2 铝的吸附 44

4.2 无机高分子絮凝化学 45

4.2.1 絮凝形态学 46

4.2.2 铝盐絮凝剂的增强作用 49

4.3 分形理论及其在絮凝研究中的应用 52

4.3.1 分形理论概述 53

4.3.2 分形理论在絮凝研究中的应用 53

4.3.3 絮凝体分维的研究方法 56

4.3.4 分形理论在絮凝应用中的展望 56

4.4 无机高分子絮凝剂在造纸湿部化学中的应用 56

4.4.1 中性松香施胶 56

4.4.2 清除阴离子干扰物质和树脂障碍 57

4.4.3 助留助滤 57

4.4.4 作助留助滤剂的微粒子组分 57

4.4.5 造纸水处理 58

4.5 絮凝理论的研究发展趋势 58

4.5.1 絮凝形态学 58

4.5.2 絮凝界面理论模式 59

4.5.3 絮凝动力学及优化操作设计 59

参考文献 59

5 有机高分子絮凝剂及其絮凝化学 62

5.1 概述 62

5.1.1 有机高分子絮凝剂的种类 62

5.1.2 有机高分子化合物的化学结构 63

5.2 有机高分子化合物的絮凝化学 64

5.2.1 有机高分子絮凝剂电中和/吸附作用 64

5.2.2 有机高分子絮凝剂吸附架桥作用 65

5.2.3 有机高分子的架桥作用与电性作用的比较 66

5.3 有机高分子化合物的稳定作用 66

5.3.1 空间稳定性理论简介 66

5.3.2 空位稳定性理论简介 68

5.4 有机高分子絮凝剂在固体表面的吸附 68

5.4.1 有机高分子絮凝剂在微粒表面的吸附力 68

5.4.2 聚合物吸附的影响因素 68

5.4.3 聚合电解质的吸附 69

5.4.4 聚合物的解吸 69

5.5 有机高分子絮凝剂在造纸中的应用 70

5.5.1 助留助滤剂 70

5.5.2 纤维分散剂 71

5.5.3 阴离子垃圾捕捉剂 71

5.5.4 造纸废水絮凝剂 71

5.6 有机高分子絮凝剂发展趋势 72

5.6.1 超高分子量絮凝剂 72

5.6.2 交联絮凝剂 72

5.6.3 胶丸状絮凝剂 72

5.6.4 低分子量絮凝剂的特殊用途 72

参考文献 72

6 造纸湿部的过滤和留着 74

6.1 造纸过程的滤水与留着 74

6.1.1 滤水 74

6.1.2 细小组分的留着方式 75

6.1.3 助留剂 76

6.1.4 助留剂的作用机理 76

6.1.5 造纸常用的助留体系 76

6.2 阴离子微粒助留体系 77

6.2.1 阴离子微粒助留体系的机理 77

6.2.2 Compozil体系 79

6.2.3 Hydrocol体系 79

6.2.4 三阶段Compozil体系 79

6.2.5 Integra体系 79

6.2.6 硅超微粒体系 80

6.3 阳离子微粒助留体系 80

6.3.1 阳离子微粒助留体系的机理 80

6.3.2 阳离子聚合物/聚铝微粒体系 80

6.3.3 阳离子改性胶体Si02微粒体系 81

6.3.4 阳离子胶体A1203体系 81

6.3.5 阳离子氢氧化镁铝微粒体系 81

6.3.6 有机阳离子聚合物微粒体系 81

6.4 聚氧化乙烯类助留体系 82

6.4.1 聚氧化乙烯类助留体系的助留机理 82

6.4.2 PEO/CF双组分助留体系 83

6.5 造纸湿部化学的研究方法 84

6.5.1 纸浆滤水性能的测试 84

6.5.2 纸料首程留着率的测试 85

6.5.3 纸浆滤水性能和留着率的组合测量 87

6.5.4 纸料系统Zeta电位仪 87

6.5.5 粒子表面电荷测量 87

6.5.6 浊度的测定 89

6.5.7 絮凝过程及絮体性质的检测 90

6.6 纸机湿部化学现场控制 93

6.6.1 留着率的控制 93

6.6.2 电荷控制 95

6.6.3 Kajaani湿部控制系统 95

参考文献 96

7 纤维表面特性与造纸施胶化学 99

7.1 概述 99

7.2 润湿和渗透 100

7.2.1 润湿 100

7.2.2 渗透 103

7.3 松香胶施胶 105

7.3.1 松香胶类施胶剂 106

7.3.2 皂化松香胶施胶 106

7.3.3 阴离子分散松香胶的施胶 107

7.3.4 阳离子分散松香胶的施胶 110

7.4 合成施胶剂 111

7.4.1 AKD施胶 111

7.4.2 ASA施胶 115

7.4.3 阳离子聚合物型施胶剂 117

参考文献 118

8 湿纸幅黏附特性与纸浆抄造性能 120

8.1 湿纸幅黏附特性与纸浆抄造性能 120

8.1.1 概述 120

8.1.2 湿纸幅及其黏附力的研究概况 121

8.1.3 湿纸幅的黏附 122

8.1.4 湿纸幅的黏附模型 123

8.1.5 湿纸幅黏附力的形成及影响因素 124

8.1.6 湿纸幅黏附力的影响机理初探 126

8.1.7 液膜性质及黏附材料的影响 127

8.1.8 黏附力与湿纸幅强度比 127

8.2 回用纤维表面特性及其品质衰变规律研究 129

8.2.1 概述 129

8.2.2 回用纤维品质及其衰变 129

8.2.3 纤维衰变的影响因素探讨 131

8.2.4 回用纤维的强度损失分析 133

8.2.5 纤维品质衰变的原因 135

8.2.6 纤维衰变程度的参数表征 136

8.3 特种纤维的表面改性 137

8.3.1 概述 137

8.3.2 壳聚糖的溶胶-凝胶法 138

8.3.3 海藻酸及其盐的溶胶-凝胶法 139

参考文献 141

9 造纸粉体的胶体与表面化学 144

9.1 黏土-水系统胶体化学基础 144

9.1.1 黏土矿物的晶体结构 144

9.1.2 黏土矿物的荷电特征 145

9.1.3 黏土的阳离子交换性质 146

9.1.4 黏土-水系统的特点 146

9.1.5 黏土-水胶体分散体系的电动特性 147

9.2 黏土矿物的分散及改性 148

9.2.1 高岭土颗粒在水溶液中的缔合方式 148

9.2.2 电解质离子对颗粒分散的影响 149

9.2.3 聚电解质的分散作用 150

9.2.4 低温等离子体表面改性 150

9.2.5 机械力化学改性 153

9.3 黏土矿物的层间复合改性 154

9.3.1 膨润土的晶体结构 155

9.3.2 膨润土的无机改性及应用 155

9.3.3 有机膨润土的改性及应用 157

9.3.4 聚合物/膨润土纳米复合材料 159

9.4 黏土矿物在造纸工业的应用前景 160

参考文献 161

10 表面活性剂在造纸工业中折应用 164

10.1 表面活性剂在废纸脱墨中的应用 164

10.1.1 表面活性剂在脱墨过程中的作用 164

10.1.2 不同脱墨工艺表面活性剂的选择 166

10.1.3 表面活性剂的性能对脱墨的影响 168

10.1.4 脱墨用表面活性剂发展趋势 169

10.2 表面活性剂用作消泡剂 170

10.2.1 除气消泡剂的消泡机理 170

10.2.2 消泡剂的组成、性能和用途 171

10.2.3 复配消泡剂在造纸工业中的应用 171

10.3 表面活性剂用作柔软剂 171

10.3.1 柔软剂的作用机理和分类 172

10.3.2 当前柔软剂使用的技术 172

10.3.3 一些纸用柔软剂及应用实例 173

10.4 施胶乳化剂 173

10.5 表面施胶剂 174

10.5.1 表面施胶机理 174

10.5.2 表面施胶剂的种类 174

10.6 表面活性剂在涂布加工中的应用 175

10.7 表面活性剂在造纸工业中的其他应用. 176

参考文献 177

11 造纸过程中树脂和胶黏物的控制 179

11.1 造纸过程胶体黏结物质的来源 179

11.1.1 原生树脂和树脂障碍 179

11.1.2 再生纤维回用过程中的胶黏物质 180

11.2 树脂和胶黏物的分析检测方法和技术 181

11.2.1 树脂成分的分离与检测方法和技术 181

11.2.2 胶黏物的测试方法 185

11.3 树脂与胶黏物的控制 188

11.3.1 树脂体系的胶体化学特性 188

11.3.2 胶黏物体系的胶体化学特性 191

11.3.3 树脂障碍的影响和控制参数 192

11.3.4 树脂障碍形成的机理 194

11.3.5 树脂障碍的控制方法 196

11.4 再生纤维回用过程的胶体化学控制 198

11.4.1 表面化学钝化法 198

11.4.2 利用温差密度去除胶黏物 200

参考文献 201

12 造纸机白水系统的胶体化学环境研究 203

12.1 造纸过程与白水系统 203

12.1.1 水与造纸过程 203

12.1.2 白水系统的物质构成 203

12.1.3 白水系统的主要组分 206

12.2 白水封闭后系统的胶体化学环境影响 207

12.2.1 封闭后白水系统的胶体化学环境影响 207

12.2.2 湿部化学环境变化及其对纸机运行的影响 208

12.2.3 白水封闭对成纸性能的影响 210

12.3 白水封闭系统胶体化学环境的研究方法 213

12.3.1 白水系统中的胶体化学环境与界定参数 213

12.3.2 界定参数的组合选择及其应用 215

12.3.3 界定参数间的相关分析 217

12.3.4 白水系统的溶解和胶体物质 219

12.3.5 溶解和胶体物质的分离和分析方法 219

12.3.6 溶解和胶体物质的来源与分布 220

12.4 白水系统中溶解和胶体物质的积累规律 222

12.4.1 白水系统DCS物质的粒径分布 222

12.4.2 白水系统DCS物质的积累规律 223

12.4.3 白水封闭系统中胶体化学参数的变化规律 224

参考文献 225

13 纸机白水系统的湿部过程控制 226

13.1 白水系统过程控制的技术策略 226

13.1.1 纸机白水系统控制的技术策略 226

13.1.2 纸机白水系统的湿部过程控制 226

13.2 含机木浆白水封闭系统的化学控制 227

13.2.1 含机木浆系统的特点 227

13.2.2 典型的含机木浆系统—新闻纸湿部系统 228

13.2.3 含机木浆系统（WC）的湿部化学环境 228

13.2.4 含机木浆系统的白水封闭循环 229

13.2.5 含机木浆系统的“自清洁”机制及其调控 230

13.2.6 PEO/CF双元助留体系 230

13.2.7 PEO/CF体系的助留机理研究 231

13.2.8 PEO/CF双元助留体系在封闭系统中的应用 233

13.3 造纸白水系统湿部过程控制的化学品 234

13.3.1 湿部过程控制的化学品概述 234

13.3.2 化学品的湿部过程控制效率 235

13.3.3 以去除DCS物质为目标的湿部过程控制 237

13.4 造纸白水系统的后过程控制 238

13.4.1 白水系统的后过程控制方案 238

13.4.2 白水回用的高效净化技术 239

13.4.3 溶气气浮技术 240

13.4.4 膜分离技术 241

13.4.5 蒸发净化技术 242

13.4.6 膜生物反应器技术 243

参考文献 244