Page 46 - 《精细化工》2021年第5期
P. 46

·900·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            性能、配伍性能和环境相容性；且其疏水基硅氧链                             硅类和改性有机硅类消泡剂在性能方面与国外同类
            所具有的高表面活性，可显著降低水的表面张力，                             产品存在一定差距，为占据市场份额，需保持一定
            赋予其优异的消泡性能           [12-13] 。近年来，在前 3 代消          价格优势。由于其产品成熟度低于国内醇类和聚醚
            泡剂基础上，又发展出第 4 代消泡剂——聚醚改性                           类消泡剂，因此四者价格差距并不明显。
            有机硅类。该类消泡剂是通过化学接枝改性技术在
            聚硅氧烷链上引入聚醚链段制备而成，兼具有机硅
            类消泡剂和聚醚类消泡剂的特性，其分子式如图 3d
            所示。聚醚改性有机硅消泡剂进入起泡体系后，由
            于硅氧烷链段和聚醚链段对起泡液的憎、亲油或水
            性能不同，聚醚改性有机硅会呈现一定的自乳化性，
            结构中聚醚链段伸展于外部而聚硅氧烷链段卷曲于

            内部。在自乳化作用下，消泡剂可以迅速并均匀地
                                                               a—高碳醇类（以 C16 醇为例）；b—聚醚类；c—有机硅类；d—
            分散于起泡液内，更加全面地发挥其消抑泡能力                      [14] 。  聚醚改性有机硅类
            四类消泡剂产品各自的特性及其应用情况对比见表                                     图 3  4 种消泡剂的典型化学结构式
            1，其市场价格与产品有效成分含量相关。国内有机                              Fig. 3  Chemical structures of four kinds of defoamers

                                             表 1   四类消泡剂特性及应用情况比较
                            Table 1    Comparation of characteristics and applications of four kinds of defoamers
              消泡剂种类            优点                缺点                 制浆造纸行业应用情况                  市场价格/(元/kg)
             矿物油类、醇 原料易得、价格低廉且环 消泡效率低，专用性 醇类消泡剂应用较多，该类产品不仅易与水混合， 醇类：6.8~27.2（有
             类、酰胺类、 保性能高，在满足使用条 强，仅适用于发泡能 且绿色环保，在实际应用中产生的沉积物较少，不 效成分含 量 ：
             脂肪酸及其衍 件的场合具有明显优先性  力较差、所受剪切力 会影响纸张施胶过程和纸张强度。但其对温度较  30%~100%）
             生物等                           较小的溶液体系         敏感，若系统温度超过 55  ℃，将严重影响其消泡
                                                           效果 [15]
             聚醚类        抑泡能力较强，部分品种 破泡速率低，使用条 泡沫严重时，需增加消泡剂加入量                     [10] ，但在制浆造 26~28（有效成分含
                        可耐高温、耐强酸强碱         件受温度限制（使用 纸生产过程中过度添加该类产品会影响纸张施胶 量：98%~100%）
                                           温度高于浊点）         效果 [16-17] ，所以应严格控制其添加量
             有机硅类       表面张力小、表面活性高、 有机硅价格较高，且 在实际应用中，为降低生产成本，同时弥补有机硅 6.0~27.2（有效成分
                        消泡性能强、用量少、无 抑泡效果有时不能 消泡剂抑泡能力不足的缺点，常用聚醚、脂肪酸酰 含量：15%~50%）
                        毒、无污染、热稳定性与 满足实际生产需求               胺等其他价格相对低廉且具有较高消抑泡活性的
                        化学稳定性高等                            消泡剂与有机硅消泡剂复配使用
             聚醚改性有机 具有有机硅类消泡剂用量 成本较高，价格昂贵 为进一步提高消泡效率，可将聚醚改性有机硅与有 6.8~26.0（有效成分
             硅类         少、消泡速度快、生理惰                        机硅、聚醚等具有消抑泡活性物质进行复配           [24-27]    含量：5%~48%）
                        性强和无污染等优点，同
                        时保持与聚醚类消泡剂相
                        似的强抑泡性能    [18-23]

            2   制浆用消泡剂的研制与应用                                       制浆工序中常用硅油类、改性硅油类或矿物油
                                                               类消泡剂，其中硅油类消泡剂凭借其本身优异的性
                 传统碱法制浆过程中会添加 NaOH 和 Na 2 S 等                  能应用更多。硅油类消泡剂表面张力低，消泡效果
            化学试剂，这些化学试剂可与制浆原料中的脂肪酸、                            好，且可有效改善浆料的滤水性能。而矿物油类消
            木质素和树脂酸等天然组分反应，生成皂化物和碱                             泡剂仅能消除浆料表面的泡沫，对存在于浆料或水
            木素等起泡物质。这些起泡物质在浆料的流送和混                             中以及吸附于纤维上的气体脱除能力差，且会影响
            合过程中与空气充分接触，在纤维素等高分子物质                             施胶，使成品纸上带有煤油气味，因此，只能用于
            的稳泡作用下形成大量稳定的泡沫，从而影响浆料                             黑液消泡及瓦楞纸等低档纸生产过程的消泡。
            洗涤、输送和漂白等后续工序的正常运行，最终影                                 消泡剂作为一种化学助剂只有针对性而不具有
            响浆料质量      [28] 。根据实际应用经验，制浆和洗浆工                   通用性，在不同起泡体系中，浆料成分和化学试剂
            段通常采用滴加泵直接滴加消泡剂。初期每吨纸浆                             的变化可能会对消泡剂性能的发挥产生负面影响。
            滴加消泡剂量一般为 0.08~0.5 kg，最终期望值是每                      因此，在实际制浆生产过程中，为了更好地发挥消
            吨纸浆（风干）加入 0.05~0.3 kg 消泡剂。                         泡剂功效，需充分了解制浆厂的泡沫属性，以对消
   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51