1. zeta电位值
zeta电位是电位,而粒径是粒径。
2. zeta电位表征
ZETA电位(Zeta potential)是指剪切面(Shear Plane)的电位,又叫电动电位或电动电势(ζ-电位或ζ-电势),是表征胶体分散系稳定性的重要指标。
目前测量Zeta 电位的方法主要有电泳法、电渗法、流动电位法以及超声波法,其中以电泳法应用最广。
3. zeta电位绝对值
分散剂:
顾名思义就是一种可以将物质均匀分散的东西。我想在没有物质概念的远古时期,我们的祖先会认为一些可以搅拌的机械工具就是分散剂,因为它可以将清水搅浑、将整体分散;从人类学会酿造、染色、冶炼,直到中世纪的炼金术士时期,这期间的人们更偏向将分散剂当做一种使液体看起来更加均一的物质;如今,科学发展到有了化学学科的今天,出现了相对规范的定义:分散剂是指加入到粒度测量介质中能提高颗粒表面与介质间亲和性,使颗粒在介质中达到易浸润又保持分散状态的物质;或能产生空间位阻在颗粒表面形成完整覆盖层从而防止颗粒间团聚的物质。
分散剂的分类:
分散剂有很多种,初步估算,现存世界上有1000多种具有分散作用。按其结构来区分,可分为:阴离子型;阳离子型;非离子型;两性型;电中性型;高分子型(包括高中低分子量)分散剂。常用的分散剂有无机分散剂,如六偏磷酸钠、焦磷酸钠、金属皂类;有机小分子分散剂,如各类表面活性剂(包括洗涤剂)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等;高分子分散剂,如聚丙烯酸钠盐,聚乙烯醇、聚乙二醇、石蜡等。
分散剂的原理:
分散剂的作用有两个:一是加快“团粒”解聚速度,缩短分散时间;二是延缓颗粒再次团聚的时间,保持颗粒长时间处于分散状态。大部分分散剂都是通过湿润、研磨与分散、偶联和包裹稳定的过程来达到分散填料的目的。下面分三部分介绍具体的作用过程:
A. 分散剂作用于固体粒子分散过程
1. 固体粒子的湿润过程,分散剂吸附于固体颗粒的表面,降低固-液之间的表面张力,使凝聚的固体颗粒表面易于湿润。
2. 粒子团的分散或破裂,分散剂通过作用于粒子团上的静电、范德华力或氢键等力的作用,使粒子团渗透水产生渗透压,降低粒子团间的粘结度和破裂所需机械工,从而逐渐起到分散剂对粒子团的分散作用。
3. 阻止固体微粒的重新聚集,在固体粒子表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲和力,增加了固体粒子被水湿润的程度,固体颗粒之间因静电斥力而远离。
B. 表面活性剂在水介质的分散稳定作用
1. 对非极性固体粒子的分散作用,表面活性剂加入悬浮体后,由于表面活性剂可以降低水的表面张力,而且表面活性剂的疏水键可以通过范德华力吸附于非极性固体颗粒表面,亲水基伸入水中提高其表面的亲水性。使非极性固体粒子的湿润性得到改善
2. 对带电质点的分散稳定作用:离子型表面活性剂质点表面带有同种电荷,当离子型表面活性剂所带电荷与质点表面相同时,由于静电斥力而使离子型表面活性剂不易被吸附于带电的质点表面,但若离子型表面活性剂与质点间的范德华力较强,能克服静电斥力时离子型表面活性剂可通过特性吸附而吸附于质点表面,此时会使质点表面的zeta电势的绝对值升高,使带点质点在水中更稳定。
离子型表面活性剂与质点表面带有相反电荷,若使用的离子型表面活性剂与质点间所带电荷相反,在表面活性剂浓度较低时,质点表面电荷会被中和,使静电斥力消除,可能发生絮凝;但表面活性剂浓度较高时,在生成了电性中和的粒子上再吸附了第二层表面活性剂离子后,固体颗粒又重新带有电荷,由于静电的斥力又使固体微粒重新被分散。
C. 表面活性剂在有机介质中的分散稳定作用
质点在有机介质中的分散主要是靠空间位阻产生熵斥力来实现的。对于非极性的质点,以克服质点间的范德华力而稳定分散于有机介质中。对于有机颜料的表面处理可以通过以下几种方式实现
1. 使用有机胺类对有机颜料进行表面处理
2. 使用颜料衍生物对有机颜料进行表面处理。
分散剂的应用:
分散剂的世界看似离我们很遥远,其实无论是与我们息息相关的日常生活,还是科研事业都充斥着各类分散剂的身影!
日常生活中遇到的衣物、碗筷洗涤,所用的洗涤剂就是一种典型的分散剂。洗涤剂通过剥离、包覆污渍,使它们分散在水中,从而完成洗涤的目的。
科研工作中,从反应前加入分散剂使反应物均匀分散后通过相关化学反应生成均一形貌的产物,到反应后加入分散剂通过相关分离手段提取生成产物,再到后续功能测试中加入分散剂使产物性能更加稳定,都离不开分散剂的帮助
4. zeta电位值随电解质浓度升高而增大
无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类;铝盐以硫酸铝、氯化铝为主,铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂,它的出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以OH-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大的无机高分子化合物,相对分子质量高达1×105。
无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥和交联作用,从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了Zeta电位,使胶体粒子由原来的相斥变成相吸,破坏了胶团的稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达(200-1000)m2/g,极具吸附能力。
有机高分子絮凝剂出现于20世纪50年代,它们应用前途广阔,发展非常迅速。已用于给水净化,水/油体系破乳,含油废水处理,废水再资源化及污泥脱水等方面;还可用作油田开发过程的泥浆处理剂,选择性堵水剂,注水增稠剂,纺织印染过程的柔软剂,静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
絮凝剂的种类和性质:
有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型:
(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质;
(2)季铵型-分子量变化范围大,并具有较高的阳离子性;
(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高,可以几十万到几百万、几千万,均以乳状或粉状的剂型出售,使用上较不方便,但絮凝性能好。根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。
有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团,具有链状、环状等多种结构。因其活性基团多,分子量高,具有用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好等特点,在处理炼油废水,其它工业废水,高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高,絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。
非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。它由丙烯酰胺聚合而得。
阴离子型有机高分子絮凝剂:
(1)阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。
(2)丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
阳离子型有机高分子絮凝剂:
2.4.1季铵化的聚丙烯酰胺:季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-NH2经过羟甲基化和季铵化而得,可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。
(1)由聚丙烯酰胺季铵化:聚丙烯酰胺(PAM)先与甲醛水溶液反应,酰胺基部分羟甲基化,其次与仲胺反应进行烷胺基化,然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化。
(2)由季铵化的丙烯酰胺聚合:在碱性条件下,先由丙烯酰胺与甲醛水溶液反应,然后与二甲胺反应,冷却后加盐酸季铵化。产物经蒸发浓缩、过滤,得季铵化丙烯酰胺单体。
5. ZETA电位
对纸张物理指标和浆料化学指标进行对比,确定最佳条件是:阳离子淀粉0.8%;PAC0.6%;阴离子分散松香胶1.0%。并在此条件下进行验证实验,获得的指标如下:1.0s接触角98°;Cobb吸水性55.2g/m2;抗张强度1.90kN/m;pH值6.1;Zeta电位-10mV。相对于酸性施胶体系,系统pH提高,Zeta电位适当,滤水加快,施胶效果相当,抗张强度提高。
在胶印过程中,一般要在印版、橡皮滚筒内加入不锈钢衬纸,用以增加滚筒包衬的厚度,借以增加滚筒间的印刷压力。滚筒衬纸的大小、厚薄,铺展是否平服、端正,以及衬纸的匀度、平滑度等都与印刷品质量有着密切联系。为了获得较为理想的印刷压力,要求衬垫物(如毛毡、精纺毛料、衬纸等)具备一定的硬度、光洁度和平整度。