的阳离子需求与 !"#$ 电位 比值，流动电位数值比微电
泳数据大 % 倍。

&’(## 向阴离子纸浆配料中加入不同的阳离子化学

药品并把两个传感器（标志为 )"*)(+, 和 )"*)(+-）与标准
的离线微电泳测量结果作比较。他发现所有传感器对

化学处理有相似的变 化，但电荷大小各不相同。微电

泳测得的绝 对 数 值 比 )"*)(+, 的数值小 -. 个百分点。
他认为 这是由于离线测量中试样制备消耗的时间所引

起的，但他的理论并不能解释为什么流动电位 传感器 -
所得的 !"#$ 电位数值比传感契 , 的数值大 ,. 倍。

/$0$*+1 213$*1)41 在实验研究中曾有类似的经验，

并认为在线流动电位数据仅是相对 的 并且在给定系

统中起有限的作用。虽然这样，我们依然希望在线传感

器能够检测造纸配料中 电荷的变化，从而可以预测湿

部的扰动。作为实验，他们在一商业纸机上安装在线传

感器，然而 ，在线测量所得数据与以前微电泳测的数

据的巨大差别却难以解释并让造纸工作者感到困惑 。

一般来说，任何仪器在使用以前必须用标准物质校

准，如微电泳设备一般用已知 !"#$ 电位 的二氧化钛悬
浮液进行校正；另一方面，现在还没有校准流动电位仪

器的标准样，因为该仪 器测量的是几微伏之内流动电

位的变化，所以它对环境条件非常敏感，然而它却安装

在条件 最严格的纸机湿部，当观察到 !"#$ 电位波动时，
因为没有合适的方法对在线仪器校正并确认 仪器的有

效性，很难判断是由于过程扰动还是仪器本身所引起

的。即使数据是有效的，因 为造纸湿部是一个复杂的

过程，所以引起 !"#$ 电位升高的过程扰动 也难以确定
到底是什么，因此需要一种数字方法来阐明过程参数对

配料电荷的影响。

流动电位转化为 !"#$ 电位应用 5"674(6#8 9 &7(6:;

’4(<)01 方程：

! ! %"#$ " #% $

其中粘度

# 和介电常数% 可通过温度函数计算得到，

传

导率!测量是一加在浸于 电解质液的两电极上并测量
两电极之间的电流，流动电位 " 测量是检测浆层两端
电极产 生的电压。传导率和流动电位是两个截然不同

的参数，但它们测量中都用两个电极。

有许多因素影响流动电位仪器的灵敏度，其中电极

表面状态和流动电位的放大电路效率是 主要影响因

素。假定：如果传导率和流动电位的测量使用相同的电

极和放大器，那么电极表 面状态和放大电路对二者影

响程度也相同。于是流动电位就可以用相同电极测得

的传导率进 行校正。

在仪器校正和试验研究基础上，/$0$*(+1 213$*1)41

分别在高速商业纸机上安装了在线 电位传感器，首先

在高档纸纸机上试验，然后安装在新闻纸机。

高档纸纸机用 ,..= 漂白阔叶木浆，浆料经过良好

的洗涤和除渣。当阳离子助留剂（高分子 量、低电荷

>?2）

的用量增加时，!"#$ 电位从负值超过等电点而成

正值。值得注意的是，即使 聚合物添加量降低，!"#$ 电
位仍保持较高而不立即下降，这主要是由于残留在循环

白水系统 中的聚合物起作用。

然后，将传感器移到新闻纸机上。除了流动电位

外，每分钟同时检测其他过程参数如 @5 值 、传导率、助
剂添加量、浆料流速、游离度、定量、水分等并建立计算

机数据库。

在实 验 中，!"#$ 电 位 的 变 化 范 围 为 9 %.7A 到 9

B7A。浆料 游 离 度、流 速 和 明 矾 加 入 量 也 发 生 变 化。
通过复合回归分析从积累的数据中抽出主要过程参数。

研究发现最重要的过程参数为 /2> 浆料流速，它

的相关系数为负值，表明 /2> 流速增大会 使!"#$电位
降低；明矾加入量的相关系数为正值，即明矾用量增加

使 !"#$ 电位升高。这 些结果与实验室研究相吻合。

然而，/2> 的游离度和硫酸盐木浆游离度的相关系

数为负值，它表明当浆料打浆后 !"#$ 电 位升高。我们
已经知道，当浆料精磨后，纤维表面积增大而 !"#$ 电位
下降。复合回归分析的 结果与我们的期望值相反，因

此用进一步的实验室研究来阐述这一矛盾。实验室研

究表明，浆料经打浆而不加任何阳离子化学助剂时，

!"#$ 电位数值稍有下降，但是当阳离子化学药品 加入
后，

精磨后的浆料显示出很大的阳离子需求，这主要是

由于浆料组分比表面积的增大。

/$0$*(+1 213$*1)41 进一步研究了 !"#$ 电位对微粒系

统的影响。

在低速长网纸机上，网上微湍动较柔和，动电势或

!"#$ 电位是影响一次留着率的主导因素 。当一次留着
率提高时，纸页匀度下降。在一高速 C"6 9 C$1" 双网成
形器上，由于产生较强的 微湍动，絮团破碎，纸页匀度

在 B.=以内不受一次留着率的影响。

实验发现，对于含有磨木浆的浆料：当 !"#$ 电位在

较高负值时，?>?2 不产生絮聚。?>?2 和 膨润土结合
可产生大的絮团。聚合电解质溶液，如 > 9 D?D2?E 可
中和阴离子垃圾但本身并不产 生絮团。当事先用 > 9
D?D2?E 将 !"#$ 电位调节到等电点以上时，继续加入

?> ?2 或膨润土都产生 大的絮团。!"#$ 电位在等电点
附近比在高的负值处对化学药品更敏感，这是因为湿部
化学助 剂首先与溶解物反应。在等电点附近，细小纤
维和填料的表面电荷已经被中和，化学助剂直 接吸附

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