造紙過(guò)程的膠體與界面化學(xué)

前言

造紙是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，是中華民族的驕傲。在現(xiàn)代社會(huì)中，紙既是人們生活必需品也是其他工業(yè)的重要基礎(chǔ)材料。我國(guó)造紙工業(yè)作為一個(gè)快步走向現(xiàn)代化的傳統(tǒng)工業(yè)，在高速增長(zhǎng)過(guò)程中仍存在著資源短缺、能耗較大和污染嚴(yán)重三大問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約著我國(guó)造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。解決造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵問(wèn)題的根本出路在于提升整個(gè)造紙產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)創(chuàng)新，而其中一些創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)的解決則需要基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)，而膠體化學(xué)和表面（界面）化學(xué)理論正是這樣經(jīng)典基礎(chǔ)理論之一。造紙過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，其中化學(xué)科學(xué)與造紙化學(xué)的相互交融以及這些理論和成果的引入，大大推動(dòng)了造紙工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。膠體和表面（界面）化學(xué)的理論和實(shí)踐的重要性，已逐漸地被廣大造紙工作者所認(rèn)知，因此在造紙工業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，進(jìn)一步了解和運(yùn)用造紙過(guò)程涉及的膠~{t-e和表面（界面）{t-e原理，有著更加深遠(yuǎn)的意義。本書(shū)以從事造紙科學(xué)與工程研究的大學(xué)本科生、研究生和工程技術(shù)人員為讀者群，嘗試運(yùn)用膠體和表面化學(xué)的基礎(chǔ)理論來(lái)論述造紙過(guò)程中所涉及的有關(guān)現(xiàn)象和問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際探討解決問(wèn)題的思路和方法。本書(shū)試圖以此搭起一座連接造紙工程界與膠體和表面化學(xué)界的橋梁，使兩者有機(jī)地交叉與融合，。在基礎(chǔ)理論的明確指導(dǎo)下解決造紙工程的實(shí)際問(wèn)題，為中國(guó)造紙從傳統(tǒng)技藝走向現(xiàn)代科學(xué)做出一點(diǎn)努力和貢獻(xiàn)。全書(shū)共分13章，其中第1章、第8章、第11～13章由華南理工大學(xué)何北海教授編著，第2～5章、第7章和第10章由齊齊哈爾大學(xué)胡芳副教授編著，第6章由胡芳副教授、何北海教授編著，第9章由華南理工大學(xué)趙麗紅博士編著。書(shū)中部分內(nèi)容匯集了筆者近年來(lái)在相關(guān)領(lǐng)域的研究成果，這些研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金‘‘基于清潔化工過(guò)程的纖維表面化學(xué)表征及紙頁(yè)強(qiáng)摩機(jī)理研究”（20776054）、教育部科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目“造紙清潔生產(chǎn)循環(huán)流中非過(guò)程元素的富集與調(diào)控機(jī)制研究，，（C1302380）和教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)基金“造紙清潔生產(chǎn)過(guò)程循環(huán)水中膠體物質(zhì)沉積動(dòng)力學(xué)的研究”（20050561006）、科技部“制漿造紙工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)課題’’以及“制漿造紙工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金”等項(xiàng)目的資助，在此表示衷心的感謝。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)以膠體和表面化學(xué)的基礎(chǔ)理論來(lái)論述造紙過(guò)程中涉及的有關(guān)現(xiàn)象和問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際探討解決造紙工程實(shí)際問(wèn)題的思路和方法。分別介紹了：膠體和界面化學(xué)基礎(chǔ)理論；造紙系統(tǒng)的動(dòng)電現(xiàn)象；鋁鹽絮凝劑及其絮凝化學(xué)；有機(jī)高分子絮凝劑及其絮凝化學(xué)；造紙濕部的過(guò)濾和留著；纖維表面特性與造紙施膠化學(xué)；纖維表面特性與紙頁(yè)成形性能；造紙粉體的膠體與表面化學(xué)；表面活性劑在造紙工業(yè)中的應(yīng)用；造紙過(guò)程中樹(shù)脂和膠黏物的控制；造紙機(jī)白水系統(tǒng)的膠體化學(xué)環(huán)境研究；紙機(jī)白水系統(tǒng)的濕部過(guò)程控制?！　”緯?shū)既可作為造紙科學(xué)與工程研究的本科生、研究生的教材或輔導(dǎo)書(shū)，又可作為造紙工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員、科研人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

1緒論1.1 膠體與界面化學(xué)研究的對(duì)象和意義1.2 造紙過(guò)程的膠體與界面化學(xué)1.2.1 概述1.2.2 造紙過(guò)程中的膠體體系1.2.3 造紙過(guò)程的膠體與界面化學(xué)現(xiàn)象1.2.4 造紙濕部化學(xué)——膠體與表面化學(xué)在造紙過(guò)程中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)2 膠體和界面化學(xué)基礎(chǔ)理論2.1 膠體化學(xué)2.1.1 膠體體系及其在造紙過(guò)程中的表現(xiàn)2.1.2 膠體的電學(xué)性質(zhì)2.1.3 膠體的穩(wěn)定性2.2 界面化學(xué)基礎(chǔ)2.2.1 表面張力和表面能2.2.2 內(nèi)聚功和黏附功2.2.3 彎曲界面兩側(cè)壓力——毛細(xì)管力2.2.4 潤(rùn)濕作用2.2.5 吸附2.2.6 表面活性劑參考文獻(xiàn)3造紙系統(tǒng)的動(dòng)電現(xiàn)象3.1概述3.1.1造紙系統(tǒng)中電荷的產(chǎn)生3.1.2纖維素纖維動(dòng)電特性的影響因素3.2纖維素纖維表面的吸附特性3.2.1陽(yáng)離子聚合電解質(zhì)在紙漿纖維上吸附時(shí)的動(dòng)態(tài)變化3.2.2陽(yáng)離子聚合電解質(zhì)在紙漿纖維上的吸附特性及對(duì)紙漿性能的影響3.2.3聚合電解質(zhì)在紙漿纖維表面的多層沉積3.3紙漿纖維帶電基團(tuán)的測(cè)定3.3.1利用電導(dǎo)率滴定法測(cè)定不同紙漿中羧基含量3.3.2利用聚合電解質(zhì)滴定測(cè)定紙漿纖維上的帶電基團(tuán)3.3.3利用亞甲基藍(lán)吸收法快速測(cè)定紙漿纖維中的陰離子基團(tuán)3.4造紙過(guò)程電荷分析與過(guò)程檢測(cè)3.4.1利用動(dòng)電現(xiàn)象測(cè)定Zeta電位3.4.2膠體滴定法3.4.3在線電荷測(cè)量3.4.4電荷分析的意義參考文獻(xiàn)4鋁鹽絮凝劑及其絮凝化學(xué)4.1鋁離子絮凝化學(xué)基礎(chǔ)4.1.1鋁離子的配位化學(xué)4.1.2鋁的吸附4.2無(wú)機(jī)高分子絮凝化學(xué)4.2.1絮凝形態(tài)學(xué)4.2.2鋁鹽絮凝劑的增強(qiáng)作用4.3分形理論及其在絮凝研究中的應(yīng)用4.3.1分形理論概述4.3.2分形理論在絮凝研究中的應(yīng)用4.3.3絮凝體分維的研究方法4.3.4分形理論在絮凝應(yīng)用中的展望4.4無(wú)機(jī)高分子絮凝劑在造紙濕部化學(xué)中的應(yīng)用4.4.1中性松香施膠4.4.2清除陰離子干擾物質(zhì)和樹(shù)脂障礙4.4.3助留助濾4.4.4作助留助濾劑的微粒子組分4.4.5造紙水處理4.5絮凝理論的研究發(fā)展趨勢(shì)4.5.1絮凝形態(tài)學(xué)4.5.2絮凝界面理論模式4.5.3絮凝動(dòng)力學(xué)及優(yōu)化操作設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)5有機(jī)高分子絮凝劑及其絮凝化學(xué)5.1概述5.1.1有機(jī)高分子絮凝劑的種類5.1.2有機(jī)高分子化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)5.2有機(jī)高分子化合物的絮凝化學(xué)5.2.1有機(jī)高分子絮凝劑電中和/吸附作用5.2.2有機(jī)高分子絮凝劑吸附架橋作用5.2.3有機(jī)高分子的架橋作用與電性作用的比較5.3有機(jī)高分子化合物的穩(wěn)定作用5.3.1空間穩(wěn)定性理論簡(jiǎn)介5.3.2空位穩(wěn)定性理論簡(jiǎn)介5.4有機(jī)高分子絮凝劑在固體表面的吸附5.4.1有機(jī)高分子絮凝劑在微粒表面的吸附力5.4.2聚合物吸附的影響因素5.4.3聚合電解質(zhì)的吸附5.4.4聚合物的解吸5.5有機(jī)高分子絮凝劑在造紙中的應(yīng)用5.5.1助留助濾劑5.5.2纖維分散劑5.5.3陰離子垃圾捕捉劑5.5.4造紙廢水絮凝劑5.6有機(jī)高分子絮凝劑發(fā)展趨勢(shì)5.6.1超高分子量絮凝劑5.6.2交聯(lián)絮凝劑5.6.3膠丸狀絮凝劑5.6.4低分子量絮凝劑的特殊用途參考文獻(xiàn)6．1造紙過(guò)程的濾水與留著6．1．1濾水6．1．2細(xì)小組分的留著方式6．1．3助留劑6．1．4助留劑的作用機(jī)理6．1．5造紙常用的助留體系6．2陰離子微粒助留體系6．2．1陰離子微粒助留體系的機(jī)理6．2．2compozil1本系6．2．3Hydrocol體系6．2．4三階段compozil體系6．2．5Integra體系6．2．6硅超微粒體系6。3陽(yáng)離子微粒助留體系：6．3．1陽(yáng)離子微粒助留體系的機(jī)理6．3．2陽(yáng)離子聚合物／聚鋁微粒體系6．3．3陽(yáng)離子改性膠體si0：微粒體系6．3．4陽(yáng)離子膠體Al。O。體系6．3．5陽(yáng)離子氫氧化鎂鋁微粒體系6．3．6有機(jī)陽(yáng)離子聚合物微粒體系6．4聚氧化乙烯類助留體系6．4．1聚氧化乙烯類助留體系的助留機(jī)理6．4．2PE0／CF雙組分助留體系6．5造紙濕部化學(xué)的研究方法6．5．1紙漿濾水性能的測(cè)試6．5．2紙料首程留著率的測(cè)試6．5．3紙漿濾水性能和留著率的組合測(cè)量6．5．4紙料系統(tǒng)zeta電位儀6．5．5粒子表面電荷測(cè)量6．5．6濁度的測(cè)定  6．5．7絮凝過(guò)程及絮體性質(zhì)的檢測(cè) 6．6紙機(jī)濕部化學(xué)現(xiàn)場(chǎng)控制  6．6．1留著率的控制   6．6．2電荷控制   6．6．3Kajaani濕部控制系統(tǒng)  參考文獻(xiàn) 7．1概述  7．2潤(rùn)濕和滲透 7．2．1潤(rùn)濕 7．2．2滲透  7．3松香膠施膠 7．3．1松香膠類施膠劑  7．3．2皂化松香膠施膠   7．3．3陰離子分散松香膠的施膠  7．3．4陽(yáng)離子分散松香膠的施膠 7．4合成施膠劑 7．4．1AKD施膠   7．4．2ASA施膠·  ．．．  7．4．3陽(yáng)離子聚合物型施膠劑 參考文獻(xiàn)  8．1濕紙幅黏附特性與紙漿抄造性能  8．1．1概述  8．1．2濕紙幅及其黏附力的研究概況 8．1．3濕紙幅的黏附  8．1．4濕紙幅的黏附模型  8．1_5濕紙幅黏附力的形成及影響因素  8．1．6濕紙幅黏附力的影響機(jī)理初探 8．1_7液膜性質(zhì)及黏附材料的影響  8．1．8黏附力與濕紙幅強(qiáng)度比 8．2回用纖維表面特性及其品質(zhì)衰變規(guī)律研究 8．2．1概述 ·   8．2．2回用纖維品質(zhì)及其衰變  8．2．4回用纖維的強(qiáng)度損失分析 8．2．5纖維品質(zhì)衰變的原因 8．2．6纖維衰變程度的參數(shù)表征 8．3特種纖維的表面改性 8．3．1概述  8．3．2殼聚糖的溶膠一凝膠法 8．3．3海藻酸及其鹽的溶膠一凝膠法  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

1緒論膠體與表面化學(xué)由于其研究對(duì)象和內(nèi)容的特殊性，目前已經(jīng)發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科體系。膠體和表面化學(xué)的迅速發(fā)展，一方面是由于膠體和表面現(xiàn)象的特殊性引起了科學(xué)工作者的高度關(guān)注，另一方面是膠體和表面化學(xué)現(xiàn)象與人們的生產(chǎn)和生活實(shí)際密切和重要的關(guān)系推動(dòng)了這一領(lǐng)域研究的廣泛和深入。造紙是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一，是一個(gè)歷史悠久的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，也是一個(gè)不斷發(fā)展創(chuàng)新的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)。從表面上看與經(jīng)典的膠體與界面化學(xué)毫不相干；但是通過(guò)仔細(xì)觀察你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在造紙生產(chǎn)實(shí)踐中也存在著許多與膠體和界面化學(xué)相關(guān)的現(xiàn)象和問(wèn)題，需要我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q。然而有時(shí)限于我們的專業(yè)背景，在造紙工學(xué)的體系中較難找出問(wèn)題的根源和解決的方法；而借助膠體和界面化學(xué)的理論基礎(chǔ)和知識(shí)工具，我們有可能探明這一未知的世界，從而達(dá)到一個(gè)自由認(rèn)知和不斷改造世界的境界，用以指導(dǎo)和成就我們?cè)谠旒埞W(xué)領(lǐng)域的探索和實(shí)踐。1.1 膠體與界面化學(xué)研究的對(duì)象和意義 （1）膠體的定義和分類在開(kāi)始研究膠體化學(xué)時(shí)，有必要先弄清膠體化學(xué)的研究對(duì)象。膠體化學(xué)是研究微觀非均相體系的科學(xué)，凡是在固、液、氣三相中含有三相微粒的體系（氣一氣體系除外）均屬膠體化學(xué)研究的范圍。由于這些體系具有巨大的表（界）面，離開(kāi)表（界）面就無(wú)法理解膠體的各種現(xiàn)象，因而這門科學(xué)又經(jīng)常被稱為膠體與表面（界面）化學(xué)。膠體的分類有多種方法，其中主要是按照膠體粒子的尺度分類（見(jiàn)表1-1）。著名膠體化學(xué)家Ostwald在1915年出版的《被遺忘了尺寸的世界》中提出，按物質(zhì)顆粒的直徑計(jì)，膠體通常是指一種尺度在1～1OOnm的分散體，有時(shí)可將粒徑范圍擴(kuò)展至1000nm。由于一些大于lOOnm的分散體系也具有膠體體系的特性，這種擴(kuò)展對(duì)許多工程實(shí)際問(wèn)題的研究有很好的適應(yīng)性。

編輯推薦

《造紙過(guò)程的膠體與界面化學(xué)》既可作為造紙科學(xué)與工程研究的本科生、研究生的教材或輔導(dǎo)書(shū)，又可作為造紙工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員、科研人員的參考書(shū)。

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