刘全刘全校，博士后，主要研究方向：二次纤维利用、造纸湿部化学、造纸化学品、造纸污染控制、木质资源综合利用、涂料配方等方面，同时从事工程项目咨询、管理。提键要：以PEO/辅助助剂系统为絮凝系统，对PCC、瓷土和TiO2等三种胶体悬浮液进行絮凝实验，探讨了辅助助剂对胶体悬浮液絮凝作用的影响。结果表明，开环结构的辅助助剂的絮凝效果好，闭环结构的絮凝效果差。由于辅助助剂DEA和ACS带有阴电荷，因此呈阳电性的PCC絮凝最好。使用高阳电性的辅助助剂VBT1时，TiO2的絮凝效果最好。使用PEO/VBT2对三种胶体悬浮液进行絮凝，对瓷土的絮凝效果最好。总体上，瓷土胶体悬浮液最易絮凝。说明辅助剂的电荷密度和酚羟基的密度对胶体悬浮液的絮凝的重要性。关键词：PEO；辅助助剂;电荷特性;结构特点;絮凝在双在双组分PEO/辅助助剂助留系统中，PEO、辅助助剂以及两者的复合体均可吸附在浆料的纤维、细小纤维和填料等组分上，对含有大量阴离子垃圾的新闻纸浆料特别有效。其作用机理有几种假设：一是认为辅助助剂和PEO组成三维网络，并包络纤维；另一种认为吸附的辅助助剂和PEO形成氢键，使纤维成为网络结构；还有一种认为辅助助剂中和抽出物，使PEO更有效地起桥联作用。使用的辅助助剂常常是共聚物，成分复杂，分子量不同。辅助助剂的结构在絮凝中所起的作用是一个值得探讨的问题。本文以PEO/辅助助剂为絮凝系统，以PCC、瓷土、TiO2为胶体微粒制成胶体悬浮液，对辅助助剂的结构及其电荷特性对胶体悬浮液的絮凝作用的影响进行讨论。　1实实 验1.1实实验原料在双化学药品：PEO，分子量为700万，白色粉末。先配成0.5%的溶液，使用时进一步稀释为0.003%。在双胶体微粒：PCC，呈偏三角形针状物，平均粒径1.34μm，表面积12.0m2/g；瓷土,2μm以下的比例为86%～92%；TiO2，平均粒径为210nm。在双辅助助剂：实验使用的辅助助剂见表1。表1辅辅助助剂的类型、特点与结构类型环形阴离子型阳离子型代号MCRAC4ASC6ASACSSAVBTDEA名称、组成、特点——，开环结构——，闭环结构——，闭环结构——，阴离子性乙烯基苯酚与丙烯酸钠的共聚物，阴离子性乙烯基苯酚与乙烯基苯甲基三甲基氯化铵的共聚物，是季铵盐，阳离子性乙烯基苯酚与二乙铵基乙基乙烯基醚的共聚物，是叔铵盐，阳离子性结构  1.2实实验方法在双将250mL浓度为1g/L的PCC分散在一定量的0.0005MNa2CO3缓冲溶液中，调节pH为7.5，然后以400r/min转速进行搅拌，搅拌浆叶有3片，直径φ60mm。在其它的实验中，使用磷酸盐缓冲溶液调节pH。当搅拌30s后，首先加入辅助助剂，继续搅拌30s后，再加入PEO。用浊度分析仪连续测定浊度，以浊度表示絮凝程度。浊度越小，絮凝程度越好，说明辅助助剂的作用越大。初期絮凝速率常数(K)是相对浊度对时间变化的曲线的斜率，按下式计算：Kt=-1n(Tt/Tt=0)式中：Kt是絮凝速率常数；Tt是时间t时的相对浊度；Tt=0是未加絮凝剂时的相对浊度。各种胶体悬浮液的絮凝实验条件，见表2。表2产絮凝实验条件项目PCC瓷土TiO2浓度 g/L缓冲液　实验pHPEO用量 %辅助助剂用量 %10.0005MNa2CO37.50.00020.000410.001M磷酸盐7.50.00020.00040.10.001M磷酸盐7.50.00020.00042结结果与讨论 2.1环环形辅助助剂对PCC胶体悬浮液絮凝作用的影响在双依次添加辅助助剂和PEO组成PEO/辅助助剂系统，探讨辅助助剂对PCC胶体悬浮液絮凝作用的影响，结果见表3。在双由表3可见，ACS比SA、MCRA、C6AS和C4AS的使用效果好，说明离子型辅助助剂比环形辅助助剂的使用效果好。在环形辅助助剂中，MCRA具有开环结构，絮凝效果好，而C4AS和C6AS具有闭环结构，絮凝效果差。表3环环形辅助助剂对PCC胶体悬浮液絮凝作用的影响辅助助剂相对浊度初期絮凝速率常数ACSSAMCRAC6ASC4AS0.180.310.270.920.960.0760.0370.0110.0080.002在双ACS具有最快的初期絮凝速率。环形辅助助剂MCRA和C6AS的初期絮凝速率比较低，而C4AS则无絮凝作用。环形辅助助剂含有酚羟基，酚羟基的定向不同影响着絮凝效果，闭环结构的辅助助剂酚羟基的定向不利于与PEO形成氢键。2.2实离子型辅助助剂对胶体悬浮液絮凝作用的影响2.2.1实离子型辅助助剂的电荷特性在双离子型辅助助剂带有阳离子性基团或者阴离子性基团，尤其阳离子性辅助助剂对浆料中阴离子性组分具有强烈的吸附作用。表4是pH分别为4和10时，辅助助剂的电荷密度。由于辅助助剂具有酚羟基和其它基团，因此其电荷密度与pH有关。当pH为10时，ACS的电荷密度最低。DEA在pH为10时呈负电性，在pH为4时呈正电性。无论在酸性条件下还是碱性条件下，阳离子型辅助助剂VBT1和VBT2均呈正电性，而且比较高。2.2.2实离子型辅助助剂对胶体悬浮液絮凝作用的影响在双依次添加辅助助剂和PEO，组成PEO/辅助助剂系统，探讨离子型辅助助剂对PCC、瓷土和TiO2三种胶体悬浮液絮凝作用的影响，结果见表5。由表5可见，弱阳离子性的DEA对PCC的絮凝效果最好，可见它是PEO絮凝PCC胶体悬浮液的最有效的辅助助剂。阳离子型VBT1和VBT2对胶体悬表5子离子型辅助助剂对胶体悬浮液絮凝作用的影响辅助助剂初期絮凝速率常数相对浊度PCC瓷土TiO2PCC瓷土TiO2ACSSAVBT1VBT2DEA0.0750.0290.021-0.0020.0690.0660.0980.0290.0100.0950.0000.0000.0290.0250.0000.150.310.701.020.100.380.080.170.040.251.001.000.180.421.00浮液的絮凝效果最差。相比较而言，高阳电性的VBT1和VBT2对TiO2的絮凝效果最好，而ACS和SA则对TiO2完全无效。总体上讲，瓷土最易絮凝，絮凝速率最快。使用阳离子型辅助助剂VBT1和VBT2时，胶体悬浮液的絮凝速率低。2.2.3实离子型辅助助剂的电荷密度对胶体悬浮液絮凝作用的影响在双在pH为7.5时，离子型辅助助剂的电荷密度对PCC、瓷土和TiO2三种胶体悬浮液絮凝作用的影响，见表6。由表6可表6型离子型辅助助剂的电荷密度对胶体悬浮液絮凝作用的影响电荷密度meq/g-5.3-1.8-0.61.11.7相对浊度PCC瓷土TiO2　0.150.381.00　0.130.271.00　0.320.081.00　1.100.050.41　0.680.180.18注：辅助助剂的电荷密度是在pH=10时测定。 见，使用阴离子型辅助助剂时，PCC的絮凝效果最好，原因在于：PCC在0.001MNaCl、0.0005MNa2CO3、0.001MNa2CO3溶液中的Zeta电位分别是+26.7mV、+1.2mV、-4.8mV，因此在实验条件下PCC带正电荷，静电作用使辅助助剂吸附在胶体微粒上。瓷土的絮凝和PCC的絮凝情况恰好相反，这是由于瓷土是片状结构，当pH为7.5时，瓷土片表面上是负电性的，而边缘则是正电性的。在双仅仅当辅助助剂带有正电荷时，其对TiO2的絮凝才有效。阴离子型辅助助剂对TiO2的絮凝没有作用，这是由于静电排斥阻止了辅助助剂和PEO吸附在TiO2表面上。　3结结 论3.1实PEO/环形辅助助剂系统对PCC胶体悬浮液具有絮凝作用。MCRA具有开环结构，对PCC胶体悬浮液的絮凝效果好；C4AS和C6AS具有闭环结构，对PCC胶体悬浮液的絮凝效果差。3.2实环形辅助助剂对PCC胶体悬浮液的絮凝效果比阴离子型辅助助剂ACS和SA差，絮凝速率低于阴离子型辅助助剂ACS和SA。3.3实离子型辅助助剂DEA和ACS带有阴电荷，它们对呈阳电性的PCC胶体悬浮液的絮凝作用最好。3.4实高阳电性的辅助助剂VBT1对TiO2胶体悬浮液的絮凝效果最好。3.5实使用PEO/VBT2系统对PCC、瓷土和TiO2胶体悬浮液进行絮凝，其中瓷土悬浮液的絮凝效果最好，絮凝最易、最快。