、胶体的性质：能发生丁达尔现象,聚沉，产生电泳，可以渗析，等性质
胶体的应用 ：
1、农业生产:土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土,腐殖质等常以胶体形式存在.
2、医疗卫生:血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质.
3、日常生活:制豆腐原理(胶体的聚沉)和豆浆牛奶,粥,明矾净水.
4、自然地理:江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.
5、工业生产:制有色玻璃(固溶胶),冶金工业利用电泳原理选矿,原油脱水等.
什么是胶体?
为了回答什么是胶体这一问题,我们做如下实验:将一把泥土放到水中,大粒的泥沙很快下沉,浑浊的细小土粒因受重力的影响最后也沉降于容器底部,而土中的盐类则溶解成真溶液.但是,混杂在真溶液中还有一些极为微小的土壤粒子,它们既不下沉,也不溶解,人们把这些即使在显微镜下也观察不到的微笑颗粒称为胶体颗粒,含有胶体颗粒的体系称为胶体体系.胶体化学,狭义的说,就是研究这些微小颗粒分散体系的科学.
通常规定胶体颗粒的大小为1~100nm(按胶体颗粒的直径计).小于1nm的几颗粒为分子或离子分散体系,大于100nm的为粗分散体系.既然胶体体系的重要特征之一是以分散相粒子的大小为依据的,显然,只要不同聚集态分散相的颗粒大小在1~100nm之间,则在不同状态的分散介质中均可形成胶体体系.例如,除了分散相与分散介质都是气体而不能形成胶体体系外,其余的8种分散体系均可形成胶体体系.(表1-1)
见
习惯上,把分散介质为液体的胶体体系称为液溶胶或溶胶(sol),如介质为水的称为水溶胶;介质为固态时,称为固溶胶.
由此可见,胶体体系是多种多样的.溶胶是物质存在的一种特殊状态,而不是一种特殊物质,不是物质的本性.任何一种物质在一定条件下可以晶体的形态存在,而在另一种条件下却可以胶体的形态存在.例如,氯化钠是典型的晶体,它在水中溶解成为真溶液,若用适当的方法使其分散于苯或醚中,则形成胶体溶液.同样,硫磺分散在乙醇中为真溶液,若分散在水中则为硫磺水溶胶.
由于胶体体系首先是以分散相颗粒有一定的大小为其特征的,故胶粒本身与分散介质之间必有一明显的物理分界面.这意味着胶体体系必然是两相或多相的不均匀分散体系.
另外,有一大类物质(纤维素、蛋白质、橡胶以及许多合成高聚物）在适当的溶剂中溶解虽可形成真溶液，但它们的分子量很大（常在1万或几十万以上，故称为高分子物质），因此表现出的许多性质（如溶液的依数性、黏度、电导等）与低分子真溶液有所不同，而在某些方面（如分子大小）却有类似于溶胶的性质，所以在历史上高分子溶液一直被纳入胶体化学进行讨论。30多年来，由于科学迅速地发展，它实际上已成为一个新的科学分支——高分子物理化学，所以近年来在胶体表面专著（特别是有关刊物）中，一般不再过多地讨论这方面内容。
杨木化学机械浆中溶解与胶体物质的研究
目录
第1章绪论...............................................................................................................1
1.1杨木制浆............................................................................................................2
1.1.1杨木的纤维特性与化学成分..................................................................2
1.1.2杨木化学机械浆的发展..........................................................................3
1.1.3杨木化学机械浆中的阴离子垃圾..........................................................4
1.2白水中溶解与胶体物质的来源........................................................................5
1.2.1木材原料..................................................................................................5
1.2.2废纸回用..................................................................................................6
1.2.3化学添加剂..............................................................................................7
1.3 DCS对造纸系统和纸页质量的影响.................................................................8
1.3.1对纸张质量的影响..................................................................................8
1.3.2系统的腐蚀和堵塞..................................................................................9
1.3.3生产状况的改变......................................................................................9
1.4化学机械浆白水DCS组分的分离和分析方法.............................................10
1.4.1离心过滤分离法....................................................................................10
1.4.2化学分离分析法....................................................................................10
1.4.3离子交换色谱分离法............................................................................10
1.4.4白水DCS组分参数的测定...................................................................11
1.4.5仪器分析方法........................................................................................11
1.5白水中DCS的去除技术.................................................................................13
1.5.1膜过滤技术............................................................................................14
1.5.2化学絮凝.................................................................................................15
1.5.3浮选法.....................................................................................................16
1.5.4生物菌处理.............................................................................................16
1.5.5酶处理....................................................................................................17
1.5.6氧化处理................................................................................................18
1.5.7蒸发技术................................................................................................18
1.5.8加入改性片沸石法................................................................................18
1.5.9冷冻结晶法............................................................................................19
1.5.10洗涤......................................................................................................19
1.5.11将DCS保留在纤维中.........................................................................19
1.6论文的研究目的、意义及内容......................................................................19I
1.6.1研究的目的和意义.................................................................................19
1.6.2研究内容.................................................................................................20
第2章杨木化学机械浆中溶解与胶体物质的特性分析...........................................21
2.1实验原料与方法...............................................................................................21
2.1.1实验原料与药品.....................................................................................21
2.1.2实验方法.................................................................................................21
2.2结果与讨论.......................................................................................................24
2.2.1模拟白水中DCS的宏观特性分析.......................................................24
2.2.2水样中DCS的粒度分析.......................................................................31
2.2.3 DCS中脂肪酸和树脂酸的GC-MS分析..............................................32
2.2.4 DCS中碳水化合物的GC-MS分析......................................................36
2.3小结...................................................................................................................40
第3章溶解与胶体物质对纸浆性能的影响...............................................................42
3.1实验...................................................................................................................42
3.1.1原料.........................................................................................................42
3.1.2实验方法.................................................................................................43
3.2结果与讨论.......................................................................................................44
3.2.1 DCS对纸张光学性能的影响.................................................................44
3.2.2 DCS对纸张松厚度的影响.....................................................................45
3.2.3 DCS对纸张裂断长的影响.....................................................................46
3.2.4 DCS对纸张撕裂指数的影响.................................................................47
3.2.5 DCS对纸张耐破指数的影响.................................................................47
3.2.7 DCS对施胶的影响.................................................................................48
3.2.8 DCS对纤维留着和滤水性能的影响.....................................................49
3.3结论...................................................................................................................50
第4章生物酶处理与阳离子聚合物处理DCS............................................................51
4.1实验原料与方法...............................................................................................51
4.1.1实验原料.................................................................................................51
4.2实验方法...........................................................................................................51
4.3结果与讨论.......................................................................................................52
4.3.1酶处理对DCS水样性质影响...............................................................52
4.3.2阳离子聚合物用量对其与DCS之间作用的影响...............................56
4.3.3阳离子聚合物结合酶处理对水样阳离子需要量的影响.....................62
4.4小结...................................................................................................................64
第5章结论与展望.....................................................................................................65
3.2.6 DCS在纤维上吸附的扫描电镜观察.......................................................48III
参考文献........................................................................................................................67
致谢................................................................................................................................78
攻读硕士学位期间发表的论文....................................................................................79摘要
近年来，高得率化学机械浆受到越来越多的重视。在化机浆制浆过程中，会
产生大量的溶解与胶体物质（dissolved and colloidal substances，简称DCS），其中
包括树脂酸、脂肪酸、聚糖、果胶酸、木素类物质等。这些物质释放到浆水体系
中会给湿部操作和产品质量带来严重的影响。
本文以杨木APMP和杨木BCTMP为原料，对纸浆中的溶解与胶体物质进行
了研究。首先对纸浆中的DCS进行了表征，利用GC-MS技术对DCS的化学组
成进行了分析；其次研究了其对纸浆物理性能、光学性能及滤水性能的影响；最
后研究了阳离子聚合物和果胶酶处理对DCS产生的影响。
研究结果表明，浆水体系DCS中DS部分占其含量的60%左右，灰分含量
为50%左右。DCS的阳离子需要量和浊度主要由胶体物质贡献。胶体物质对水样
的电导率贡献很少，溶解物质的浓度是水样电导率的决定性因素。通过GC-MS
分析水样，定量确定了MTBE抽出物中的八种脂肪酸：十二酸、十五酸、软脂酸、
十七酸、亚麻酸、硬脂酸、亚油酸、油酸。通过GC-MS分析水样中的碳水化合
物组分，定量确定了六种成分分别为：木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、半乳
糖醛酸、甘露糖。
浆水体系中的DCS对纸张白度及物理强度性能有非常不利的影响。DCS的存
在导致纸张白度降低。DCS中胶体物质影响纤维间的氢键结合，降低了纤维间的
结合力，从而导致纸张抗张强度、耐破度和撕裂度的降低。随着体系中DCS浓度
的增加，阳离子聚丙烯酰胺的助留助滤效果明显降低。其主要是因为阳离子聚合
物被优先吸附到DCS上而不是纤维上，与DCS形成了聚电解质复合体，从而降低
了阳离子聚丙烯酰胺对微粒的絮聚能力，从而影响了浆料的滤水性能。
果胶酶能够降解DCS中的果胶物质，利用果胶酶处理DCS水，可以降低其
阳离子需要量。当酶用量为30APSU/L，处理时间为60分钟时，APMP和BCTMP
水样的阳离子需要量比对照样降低24.2%和20.3%。阳离子聚合物的加入能够使得
DCS失稳，有效地降低水样的阳离子需要量。高分子质量低电荷密度的CPAM和
阳离子淀粉通过桥联机理使DCS失稳，而低分子质量高电荷密度的PDADMAC
通过电荷补丁或电荷中和机理使DCS失稳。将阳离子聚合物和生物处理相结合能
更加有效地降低水样的阳离子需要量。
关键词：APMP；BCTMP；溶解与胶体物质；果胶酸
性质:聚沉,丁达尔效应
