湿部电荷wet charge

湿部电荷wet charge

一、概述－－湿部高度封闭的水系统增加了可溶物质的积累，通常纸机的负电荷都是过量的。颗粒电荷测定仪可以测量溶解在水中物质的电荷。依据测量结果，就可以控制定着剂的加入量来中和阴离子垃圾或稳定电荷的变化。颗粒电荷测定仪还可以可靠地测量添加剂中的正或负电荷，这对预知纤维表面吸附化学添加剂的情况。

如果淀粉，湿强剂，内部施胶剂等被完全吸附在纤维上，就可以获得最大性能及经济效益；相反，它们就会在水中积累，引起泡沫，沉积物以及增加COD量。系统Zeta电势分析仪只测量系统中固体的电荷，如纤维，填料，可以指示这些添加物的吸附情况。另一方面，可溶物质（阴离子垃圾）的电荷可以通过颗粒电荷测定仪PCD测量。通过这两种仪器的测量，可以精确和有效地控制化学品的添加量，优化工艺中化学品添加的剂量。

白水中盐的含量高，pH值波动，车速提高及随之引起的高剪切力，添加剂之间互相作用以及极高的稀释率，所有这些都将使化学品的使用性能受到消极影响或严重损坏。

如果加入的化学品不能被纤维完全吸收的现象，那么直接的后果是COD值升高，泡沫多，滤水差，沉积物多以及断纸频率的增加，因此我们的目标是尽可能100%地使化学品吸附在纤维上。

假定化学品添加剂同其它可溶物质反应，这对整个系统是极为不好的。比如，未溶解的阳离子添加剂可能会抵消增白剂的作用，使后者在没有达到目的情况下沉淀。除了关注化学品加入点外，加入的顺序也是非常重要的，这常常对化学品的使用性能起决定性的作用。

二、湿部运行效能－－湿部对纸机的运行性和性能起着至关重要的作用。化学物质之间的高度复杂的相互作用还受多种参数的影响。纸机系统不仅受化学辅料的影响，同时还受pH值和电导率变化的影响。所有这些因素都可能对纤维和添加剂的特性产生影响。

为了简化，可以假设浆料悬浮物中含有阳离子和阴离子颗粒。由于离子间的相互作用，它们互相吸引对方。浆料悬浮物中，纤维，填料和垃圾通常带阴离子，而化学添加剂通常带阳离子。由于携带相反的电荷，即使在很高的稀释率下，添加剂仍可与纤维相互作用，吸附在纤维上。

在浆料悬浮物中，阴离子的纤维和阴离子垃圾彼此互相竞争吸引带阳离子的化学添加剂。因为阴离子垃圾的电荷密度通常比纤维高，所以阴离子垃圾具有更好的吸附性。如果添加剂主要与纤维作用，系统的操作性能就会相当满意，而且化学特性也不会受到消弱。然而，如果化学添加剂与阴离子垃圾作用，就会影响纤维的吸附性。对于添加剂，絮凝意味着效能

大大降低，而且容易产生沉积。最终的结果是经常断纸、停机时间的增加以及添加剂用量增加。

通常，添加剂除了具有预期的效果外，它还会产生些人们不期望的副反应，可能会加强或抵消其它添加剂的某些特性，从而影响到其它添加剂的使用效果。这就是为什么我们必须知道这些副反应对纸页成形、对浆料的助留率和滤水性的影响，以便可以有控制地使用这种化学品。达到控制要求的助留率和滤水性有助于节约加热蒸汽、增加车速、通过提高稀释率来改善纸页成形，最终提高网部后面的湿纸页强度，提高纸机运行性能。

比如，如果淀粉的选择仅根据其强度要求，而不考虑它对助留率和滤水性的影响，那么当淀粉加入过量的话，可能会对网部的滤水性造成严重的影响。这种情况下，整个系统的滤水性就差了，纸机不得不减速，引起产品成本增加，纸机效能下降。另一方面，如果淀粉的加入与助留剂、助滤剂的使用优化匹配的话，可以节约多达50%的助留剂。这就意味着不仅可以降低成本而不改变车速，同时还可以减少白水的负荷。

三、SZP值－－测定的是纤维和填料的电荷，它代表了液体介质中纸张纤维的情况，这些电荷通常用zeta电势（ZP值）表示，单位mV。根据纤维的电荷数据，可以得出纤维的活性，也就是纤维吸附带相反电荷颗粒的能力。在这种情况下测得的电荷数据都可显示添加剂是否真的被纤维吸附了。

四、PCD值－－Zeta电位描述的是纤维和填料的电荷，而溶解物质的电荷则指阴离子垃圾或化学添加剂的电荷。溶解颗粒的电荷可以由PCD（颗粒电荷测定仪）方法确定，即将电解质滴定到中性点，所消耗的阳离子特定滴定剂的ml数表示，或用计算的电荷当量数μeq/l表示。

测定溶解物电荷（PCD）有许多其它用途，因为它提供了某种添加剂特性的资料。假设施胶剂A和B是可比的，但是携带明显不等量的电荷。B比A的阳离子电荷高出30%。单单这一点不同就可能导致成本显著不同（如增白剂的不同）。如果B作为施胶剂，保持白度不变，这就需要加入更多的增白剂，因为部分阴离子增白剂不可避免地由于施胶剂的大量阳离子电荷而沉积了。

另一个有用的应用是，通过PCD测量，人们可以了解阴离子垃圾的含量或阴离子垃圾的吸附情况。在工厂的日常生产中，阴离子垃圾通常被阳离子定着剂中和了，这就意味着阴离子垃圾的负作用被消除了，而垃圾吸附到纤维上了。定着剂的性能也可由溶解物的电荷来确定。如果测量的电荷值发生变化（如在加入定着剂后，从-5ml降到-0.5ml），这就表示大部分溶解物电荷被中和了。

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五、为什么要测量两种电荷－－纤维电荷ZP同溶解物的电荷PCD是分别测量。哪一种电荷更能描述系统的情况呢？单独看ZP，你只能知道在特定系统中的电荷情况，可以确定添加剂是否被吸附了。但是却不知道阴离子垃圾是否存在以及阴离子垃圾与化学品添加剂相互作用的情况。另一方面，当只测量PCD，可以知道系统中阴离子垃圾的情况，但却不知道纤维的任何情况以及添加剂的吸附情况。换言之，这两种方法必须互为补充。

六、PCD和SZP是如何一起工作的？－－在加入化学添加剂前后，测量两种电荷的值可以了解添加剂使用效果。例如，如果一种内部施胶剂将溶解物PCD电荷从-5ml改变为-2ml，而对纤维电荷ZP没有影响，这就意味着这种施胶剂与胶体和溶解物反应了，而没有吸附到纤维上。因此这种添加剂受到阻碍，无法与纤维很好的结合。但是，如果纤维电荷发生变化，同时溶解物的电荷保持不变，说明添加剂几乎被完全吸附在纤维上，而不会以溶解物的形式溶解在白水中。

七、DFS/DFR－－动态滤水测试仪，可以快速地显示系统中化学品的加速或延迟滤水的效果，也就是说它描述了浆料悬浮物中所存在的相互作用。

在一种浆料中，多种化学品相互作用，因此影响到纸页成形过程和浆料特性。如果我们能够控制及调整（必须通过不断的研究来达到控制和调整）各种相互作用，那就可以显著改善纸机的运行性能，并最终提高产量质量。

淀粉的用量－－实验表明，在阳离子聚丙烯酰胺的滤水和保留系统中，加入1-1.5%淀粉，可以明显提高滤水速度。然而，加入2%的用量时，化学品系统进入使用效果较差的区域，滤水速度显著降低。这种测量能确认淀粉的最大允许用量及选择淀粉产品，从而在不损害纤维强度的情况下，获得最大的滤水速度。

剪切力－－湿部的剪切力会严重地影响化学品添加剂的使用效果。在车速不断地增加情况下，这种现象越来越引起重视。剪切力的影响可以在实验室中很容易进行模拟，以确定添加剂对剪切力的敏感性。在实验中，样品搅拌了10秒，当搅拌器的速度增加时，聚丙烯酰胺的性能明显地降低。

湿部调查－－基本上说，分析浆料的PCD值、SZP值和DFS值，可以有数据的确定和优化湿部工艺。

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