《GB-T 24993-2010造纸湿部Zeta电位的测定》专题研究报告

《GB/T24993-2010造纸湿部Zeta电位的测定》

专题研究报告目录为何它是造纸质量管控核心?专家视角解读Zeta电位测定标准的核心价值与应用根基流动电位法为何成首选?揭秘标准测定原理背后的科学逻辑与行业适配性试剂与试样制备如何避坑?解锁标准框架下试样处理的规范流程与质量控制要点结果计算与表示有何硬规矩?深度解析标准计算公式的应用场景与数据校验方法标准在再生浆时代如何焕新?预判GB/T24993-2010在绿色造纸趋势下的优化方向标准术语藏着哪些关键信息?深度剖析GB/T24993-2010核心术语的定义与实践指引仪器选型与校准有何门道?专家详解标准规定的仪器设备要求与实操关键要点测定步骤藏着哪些隐形标准?逐环节拆解GB/T24993-2010的实操流程与注意事项附录为何是实操关键?专家视角解读标准规范性附录的应用价值与实施要点标准落地常见问题如何破解?汇总行业实操热点疑点与标准化解决方为何它是造纸质量管控核心？专家视角解读Zeta电位测定标准的核心价值与应用根基造纸湿部Zeta电位的核心管控意义Zeta电位是反映造纸湿部纤维、填料及颜料表面电荷状态的关键指标，其数值直接影响纸浆体系稳定性、纤维留着率、纸页成形质量等核心环节。实践表明，当Zeta电位维持在-10mV~-20mV合理区间时，可实现纤维与填料的适度分散，保障纸页均匀性；若电位异常，易出现细小纤维留着率下降、纸页疵点等问题。该指标已成为造纸过程质量预警与工艺优化的核心依据。（二）GB/T24993-2010的制定背景与行业定位随着造纸行业对质量管控精度需求的提升，亟需统一的Zeta电位测定标准规范检测行为。本标准由中国轻工业联合会提出，全国造纸工业标准化技术委员会归口，联合中国印钞造币总公司等单位起草，于2010年8月发布、12月实施，填补了国内造纸湿部Zeta电位测定标准化的空白，为行业质量管控提供了权威依据。12（三）标准在现代造纸工艺中的应用边界与价值本标准明确适用于造纸水性溶液中纤维、填料及颜料Zeta电位的测定，是衔接实验室检测与工业化生产的关键技术标准。在当前再生浆比例提升、绿色造纸转型背景下，其可为助剂精准投放、白水循环优化等提供数据支撑，助力企业降低废品率、提升生产稳定性，具有显著的经济与环保价值。、标准术语藏着哪些关键信息？深度剖析GB/T24993-2010核心术语的定义与实践指引表面电荷：湿部体系电荷特性的基础认知标准将表面电荷定义为分散在水性溶液中的颗粒、纤维和填料电荷的总和，是理解Zeta电位本质的基础。其涵盖了纤维表面活性基团解离、填料吸附离子等产生的电荷，直接决定纸浆体系的静电相互作用状态，是后续Zeta电位测定与工艺调控的核心前提，准确认知该术语是掌握标准的第一步。（二）Zeta电位：湿部质量管控的核心量化指标01根据标准定义，Zeta电位是带电颗粒之间相互作用的程度，可间接显示颗粒、纤维和填料表面电荷的大小。其数值正负反映电荷性质，绝对值大小体现电荷强度，零电荷点则表示电荷完全中和。该指标是连接微观电荷状态与宏观纸页质量的桥梁，也是标准测定的核心对象。02（三）流动电位：标准测定方法的核心关联参数1标准明确流动电位是带电粒子流中相反离子被分离或受到剪切所测得的电位，单位为mV，其符号可反映颗粒电荷性质。本标准采用流动电位法测定Zeta电位，二者存在明确的量化关联，理解流动电位的产生机制与测定原理，是掌握标准检测方法的关键逻辑节点。2术语应用的常见误区与精准界定要点01实操中易出现Zeta电位与表面电荷混淆的问题，需明确二者差异：表面电荷是体系总电荷总和，Zeta电位是颗粒表面滑动面的电位差。此外，流动电位的测定需严格遵循标准条件，否则会导致Zeta电位计算偏差。精准界定术语内涵，是保障检测结果准确性的基础。02、流动电位法为何成首选？揭秘标准测定原理背后的科学逻辑与行业适配性流动电位法的核心科学原理解析标准采用的流动电位法原理为：利用带环形电极及栅电极的取样容器，在真空状态下吸入试样，在栅电极处形成颗粒/纤维塞；施加设定压力变量产生振荡液体流，相反离子间剪切产生的流动电位可通过电极测量，进而推导Zeta电位。该原理基于胶体化学双电层理论，可精准反映湿部颗粒的电荷状态。12（二）流动电位法相较于其他方法的行业适配优势1造纸湿部体系成分复杂，包含纤维、填料等多种颗粒，相较于接触角法、阻抗法等，流动电位法具有显著优势：适配水性分散体系，可直接测定实际纸浆试样；受颗粒尺寸影响较小，能覆盖湿部主要颗粒类型；检测精度满足工业质量管控需求，因此成为标准指定的唯一测定方法。2（三）原理落地的关键影响因素与控制要点原理落地过程中，颗粒/纤维塞的均匀性、液体流动的稳定性、电极接触状态等均会影响测定结果。标准通过明确取样容器结构、真空度设置（0.2bar~0.4bar）、电极材质等参数，规避上述影响。其中，颗粒塞无气泡、液体振荡稳定是保障流动电位准确测量的核心前提。原理认知对实操的指导价值与实践意义深入理解测定原理，可帮助操作人员预判实操问题：如出现电位数值波动，可能是颗粒塞不均匀或液体流动不稳定导致；若结果偏差过大，需排查电极与颗粒的接触状态。原理认知是实操优化的核心依据，可显著提升检测效率与结果可靠性。、仪器选型与校准有何门道？专家详解标准规定的仪器设备要求与实操关键要点标准指定的核心仪器设备组成解析标准要求的仪器设备包括：测量装置（含取样容器、真空手阀、泄气阀等，主体为带特氟隆内衬的金属环电极与栅电极）、配套真空泵、RS232接口、500mL试样杯、打孔装置及色谱过滤纸。其中，取样容器是核心部件，其电极材质与结构直接决定检测精度。（二）特殊电极的选型规范与应用场景界定标准明确，测定填料或颜料Zeta电位时需使用特殊电极：由一对特氟隆圆环电极组成，横嵌棒形黄金电极，配套可更换塑料格栅。这是因为填料/颜料颗粒尺寸更小，黄金电极导电性更优，可减少颗粒吸附对测定的影响；而纤维试样可采用标准铂金电极，兼顾成本与精度。12（三）仪器校准的标准流程与周期控制要求仪器需定期校准，核心包括：电导率校对（按附录B执行，更换电极时必做）、真空度校准（确保0.2bar~0.4bar范围精准）、电位测量精度校准（采用标准电位溶液验证）。校准周期建议结合使用频率设定，日常生产检测建议每月校准1次，确保仪器处于标准规定的精准状态。12仪器维护与清洁的规范操作与常见问题处理标准附录A明确了仪器清洁流程：测量前后需拆卸取样容器，用蒸馏水冲洗电极与内衬，避免样品残留干结。实操中若出现电极接触不良，需打磨电极表面并重新连接；真空泵真空度不足时，需检查管路密封情况。规范维护是保障仪器寿命与检测精度的关键。12、试剂与试样制备如何避坑？解锁标准框架下试样处理的规范流程与质量控制要点标准指定试剂的规格要求与使用规范本标准仅指定10%氯化钾溶液作为调节试样电导率的试剂，其制备需采用分析纯氯化钾与蒸馏水，确保无杂质污染。试剂需密封保存，避免吸潮变质；使用时需精准量取，根据试样电导率情况分次添加，防止过量导致电荷状态改变，影响测定结果的真实性。（二）试样浓度控制的标准要求与调节方法标准规定测量悬浮液浓度应为0.05%~4%，浓度过高时，需用试样滤液稀释（避免外来杂质干扰）；浓度过低时，需通过滤纸或玻璃滤器过滤浓缩。实操中需采用GB/T5309规定的方法测定纸浆浓度，确保浓度处于标准区间，否则会导致颗粒塞形成不完整，影响流动电位测量。（三）试样颗粒尺寸与电导率的适配性控制颗粒尺寸需匹配塑料格栅孔径：标准格栅308μm、精细格栅40μm，颗粒尺寸应大于格栅孔径；更小颗粒需嵌入色谱过滤纸测量。电导率需控制在0.3mS/cm~3mS/cm，过高则稀释，过低则加10%氯化钾溶液调节，确保符合GB/T7977的测定规范，否则会影响电位信号强度。12试样制备的常见缺陷与质量管控措施常见缺陷包括：试样搅拌不均匀导致颗粒分布失衡、稀释时引入外来杂质、电导率调节过度等。管控措施为：制备时持续匀速搅拌试样，稀释用滤液需与试样同源，电导率调节采用“少量多次”原则并实时监测。制备完成后需立即测定，避免颗粒沉降或电荷状态改变。12、测定步骤藏着哪些隐形标准？逐环节拆解GB/T24993-2010的实操流程与注意事项前期准备：仪器检查与试样就绪的规范操作前期准备需完成两项核心工作：一是按附录A清洁仪器，检查供电线路、真空泵真空度调节旋钮处于关闭状态，确认电极连接完好；二是将500mL搅拌均匀的试样倒入试样杯，置于取样容器吸入管下端并密封。此环节需确保仪器洁净、试样均匀，避免初始状态异常影响后续测定。12（二）核心操作：试样吸入与颗粒塞形成的关键要点启动真空泵后，需缓慢旋转调节旋钮吸入试样，使试样在锥形部形成均匀颗粒塞，待颗粒不再移动时全开旋钮。关键要点：吸入速度需平稳，避免产生气泡；颗粒塞需致密均匀，无空隙或断裂。若出现气泡，需停止测量复位后重新操作，否则会导致流动电位测量失真。（三）电位测定：参数设置与数据采集的标准要求启动电位仪后，需按标准设置真空度参数：最小压力0.2bar、最大压力0.4bar，锁定参数后进行测定。仪器通过RS232接口采集流动电位数据，测定过程中需实时观察数据稳定性。若数据波动过大，需排查颗粒塞状态或电极接触情况，确保数据采集的准确性。后期处理：仪器复位与试样清理的规范流程测定完毕后，先将真空泵调节旋钮置于关闭状态，待颗粒塞落下后提升测量头，取出试样杯。随后按附录A清洁仪器，将取样容器浸泡在水中防止残留干结。后期处理需及时规范，避免样品残留腐蚀仪器或影响下一次测定，这是保障仪器长期稳定运行的重要环节。、结果计算与表示有何硬规矩？深度解析标准计算公式的应用场景与数据校验方法（五）

标准计算公式的核心参数解析与应用规范标准规定Zeta

电位计算公式为ζ=Sr×C

×η/(ε×Δp)

，

其中：

ζ为Zeta

电位（

mV）

，

Sr

为流动电位（

mV）

，

C为液体电导率（

mS/cm）

，

η为流体粘度（

Pa·s）

，

ε

为液体介电常数，

Δp为压力降（

Pa）。

各参数需采用标准规定的单位，

确保计算结果的准确性，

其中ε可按常温下水的介电常数取值。（六）

平行测定的标准要求与数据取舍原则标准要求平行测定两次，

取算术平均值作为测定结果，

结果需准确至小数点后一位

。

关键校验标准：

两次测定结果的差值应不超过5%，

若超出该范围，

需排查操作流程（如颗粒塞形成

、仪器校准等）

，

重新进行测定

。

平行测定是规避偶然误差的核心手段，

必须严格执行。（七）

结果表示的规范格式与附加信息要求结果表示需包含：

Zeta

电位数值（保留一位小数）、

单位（

mV）、

电荷符号（阳性/阴性）。

附加信息应包括：

试样名称

、

浓度

、

电导率

、

测定日期

、

仪器型号等

。

规范的结果表示可提升数据的可追溯性，

为后续工艺调控提供完整的背景信息，

符合行业质量管控的追溯要求。（八）

结果计算的常见误差来源与校准方法常见误差来源包括：

电导率测量不准确

、压力降参数取值偏差

、

流体粘度未按实际温度修正等

。校准方法：

采用GB/T7977标准方法测定电导率，

精准读取仪器显示的压力降数值，

根据测定温度修正流体粘度

。

通过参数校准，

可显著降低计算误差，

保障结果的可靠性。八

、

附录为何是实操关键？

专家视角解读标准规范性附录的应用价值与实施要点（九）

附录A

：仪器清洁规范的实操指导价值附录A为规范性附录，

详细规定了取样容器的拆装与清洁流程：

拆卸固定支架与电极连接线，

取出取样容器，

用蒸馏水冲洗特氟隆内衬与电极，

必要时用软毛

刷清理残留

。

该附录是保障仪器洁净度的核心依据，

实操中需严格遵循，

否则样品残留会导致电极接触不良，

影响测定精度。（十）

附录B：

电导率校对的标准流程与应用场景附录B

明确了仪器电导率校对的方法与判定标准，

适用于电极更换或仪器故障排查场景

。校对时需采用标准电导率溶液，

将仪器测量值与标准值对比，

偏差需

控制在±5%以内

。

该附录为仪器电导率测量精度提供了校准依据，

是保障Zeta

电位计算准确性的重要支撑。（十一）

附录应用的常见误区与执行要点实操中易出现附录执行不彻底的问题：

如清洁时仅冲洗表面未清理格栅缝隙，

校对时未更换标准电导率溶液

。执行要点：

清洁需拆解至最小单元，

确保无死角；校对前需预热仪器，

待读数稳定后记录数据

。

规范执行附录要求，

是实现标准落地的关键保障。（十二）

附录与正文的衔接逻辑与协同应用价值附录是正文内容的补充与细化，

与正文形成完整的实操体系：

正文规定核心要求与流程，

附录提供具体的清洁

、校对方法

。

二者协同应用可覆盖从仪器准备到结果输出的全流程，

为操作人员提供“全链条”指导，

显著降低实操难度，

提升标准的落地性。九

、

标准在再生浆时代如何焕新？

预判GB/T24993-2010在绿色造纸趋势下的优化方向（十三）

再生浆应用对Zeta

电位测定的新挑战随着再生浆比例提升，

其含有的较多灰分

、微细纤维及阴离子垃圾，

导致纸浆体系电荷状态更复杂，

传统测定方法易出现结果偏差

。

如再生浆试样电导率波动较大

，

需更精准的调节方法；

细小颗粒增多，

对电极选择性提出更高要求，

这些均为标准应用带来新挑战。（十四）

绿色造纸趋势下标准的适应性优化方向未来标准优化可聚焦三方面：

一是拓展试样适用范围，明确再生浆试样的预处理方法；

二是引入在线检测适配要求，

适配智能化生产趋势；

三是补充低浓度试样的测定规范，

满足白水循环利用中的检测需求

。优化后可提升标准在绿色造纸场景下的适配性。（十五）

标准与智能化检测技术的融合前景预判当前造纸行业正迈向智能化，

在线Zeta

电位检测设备已开始应用

。

未来标准可融合在线检测技术要求，明确在线仪器的校准规范

、

数据传输标准等，

实现离线实验室检测与在线生产监测的衔接

。

这将提升质量管控的实时性，

助力智能工厂建设。（十六）

标准国际化适配的可能性与优化路径随着造纸行业全球化发展，

标准国际化适配势在必行

。优化路径包括：

参考国际先进标准，

补充不同原料（如进口木浆

、

特种纤维）

的测定规范；

统一术语与检测方法，

提升与国际标准的兼容性；

引入国际认可的校准物质，

增强检测结果的国际互认性。十

、

标准落地常见问题如何破解？

汇总行