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消泡剂厂家与你谈谈乳液型消泡剂和本体型消泡剂的应用研究

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乳液型消泡剂和本体型消泡剂的应用研究
消泡剂是造纸工业中不可缺少的一类化学助剂,它对改善生产环境和稳定产品质量发挥者重要的作用。目前用于造纸工业中的消泡剂种类比较多,若按外在形态分类可以分为固体消泡剂、液体消泡剂,其中液体消泡剂又包括乳液型和本体型消泡剂。造纸用消泡剂一般都选择液体型消泡剂,我公司对此消泡剂通过多年的研究,使消泡剂在应用中表现出了优越的性能,通过分析大量的成功应用案例,获得很多有价值的新理论,找出了很多乳液型消泡剂和本体型消泡剂的应用技巧,阐明了这两种类型的消泡剂的各自应用特点。  1 认识乳液型消泡剂和本体型消泡剂  1.1 二者的共性  乳液型消泡剂是由油相组份分散在水中形成的。本体型消泡剂是由活性物复配混合加工的产品。两者均具备的性质是:(a)良好的消泡、抑泡、脱气性能;(b)加到起泡体系中不影响体系的基本性质,(c)表面张力低于起泡液;(d)与表面的平衡性好;(e)扩散性好,渗透性好;(f)无生理活性,无毒,无污染,安全性高(g)不溶于起泡液。  1.2 二者的各自特性  1.2.1 活性成份及消泡  乳液型消泡剂主要成份是脂肪醇及其衍生物,从其主体材料脂肪醇的结构上讲是一个类似表面活性剂分子的双亲结构,它的一头是亲油的长链碳氢键,另一头是亲水的羟基。由于长链的碳氢链末端的羟基对纤维表面的羟基形成浸润,长链羟基对吸附在纤维表面的气泡有排挤作用,这样粘附在纤维上的微小气泡很容易从纤维上被剥离。被剥离的游离气泡在醇类消泡剂的作用下,很快合并,体积逐渐增大,由于浮力的作用,气泡上升到水面。同样对于水面的泡沫,脂肪醇的羟基,使得它能迅速在泡膜上铺涨,亲油的碳氢链吸附气泡的气液界面上,把原先排列在界面上的表面活性剂、高分子化合物、湿部化学品等形成的分子膜的张力平衡破坏,造成局面膜变薄,气泡很快破裂。  本体型消泡剂主要成份是改性聚醚,通过对聚醚的改性,降低温度对消抑泡效果的影响。这种消泡剂其主要消泡成份的分子结构是由长链的疏水烃基和亲水羟基组成,而纤维是由含羟基的六元环组成。在抄纸白水中存在的纤维是非常短小的,微小气泡的表面能比较大,很容易吸附到悬浮在白水中的细小纤维上,而聚醚中都存在与水分子作用力比较强的基团(羟基和聚氧乙烯),它们和纤维之间的氢键作用要比细小气泡的表面能作用强得多,因此,它们的介入会挤走原本吸附在细小纤维上的细小气泡,从而产生脱气作用。  两种类型消泡剂的分子结构分别为:乳液型消泡剂——CH3(CH2)nCH2OH;本体型消泡剂——RO(EO)x(PO)yR1。(其中R为起始剂,R1为改性基团。)  1.2.2 物理、化学稳定性  (1)消抑泡性能的稳定性。消泡剂在起泡介质中是以细小微粒分散的,同样质量的消泡剂分散在起泡介质中微粒的数量和大小存在相互制约的关系。如果微粒太小就不能够在泡膜表面上“架桥”渗透到泡膜内部,如果粒子太大则在同样的时间内汇聚在泡膜表面的微粒数量就不够。对于抄纸消泡剂来说,由于气泡本身较小,因此所需的消泡剂粒子也小。乳液型消泡剂的粒子直径一般小于15um,此时具有最佳的稳定性和消抑泡性能。所以说乳液型产品如果过分稳定,则消抑泡性能差;乳液过分不稳定,乳液的消抑泡性能也会变差。但是这种消泡剂在受到外界的作用时会引起粒径的变化。  (2)分散稳定性。乳液型消泡剂是将原先不能很好分散的产品预先分散在水中,这样方便用户的使用,并能将不溶于水的油性消泡活性物在水中得到快速分散,发挥最佳的效果。本体型消泡剂是从油相消泡活性物改性的角度出发,将油相组分的亲水性增强,这样也是提高其在水中的分散速度,其稳定性的关键一点是在水中能否快速地分散成所需的粒子,如果不能达到要求,则需要对消泡活性物的添加点进行调整和优化。乳液型消泡剂一般以O/W乳液形式存在的,以方便客户稀释使用,能够在水相起泡体系中发挥作用,由于造纸起泡体系是水相的,实际上就是将消泡活性物质分散在水中,这样消泡活性物在起泡介质中很容易得到分散。本体型消泡剂的活性组份本身在水中具有自行乳化分散的性能。  (3)耐温稳定性。乳液型消泡剂的温度适应范围较宽,一般温度要求控制在30℃-60℃之间。而本体型消泡剂的温度适应范围相对较窄,本体消泡剂产品主要是利用聚醚酯的浊点,而浊点和其在水中的分散性能、消泡性能有较大的关系。比如新闻纸的高速高温体系中可以用本体型产品,但在箱板纸体系中却不适用;乳液型消泡剂在0℃以下储存容易发生冻结,如果发生冻结现象,可进行溶解并搅拌均匀,不影响使用效果,因此建议用户有一定的储存温度。本体型消泡剂在0℃以下一般不会发生冻结现象,储存比较方便。  (4)稀释稳定性。乳液型消泡剂稀释时稳定性相对较好,因为乳液粒子大小在制备乳液的过程中已经形成。不同的产品稀释方法不同,不过直接用水稀释乳液型消泡剂的方法不可取,容易出现分层、破乳等现象,从而影响产品品质。而本体型消泡剂稀释后的粒子大小是不确定的,他会自发变大,并且水的硬度、温度、及水中杂质也会带来不利影响。  (5)耐久性。乳液型消泡剂是由油和水经过乳化而成,一般保质期9个月,储存时间过长,容易出现破乳、分层、絮聚、变型现象,如果出现分层,用前搅拌均匀即可正常使用,如果发生破乳絮聚,就要停止使用。本体型消泡剂由多种改性聚醚酯组成,经过长时间储存,一般不会出现分层现象,保质期也相对较长,一般为12个月。  (6)耐酸碱性。乳液型消泡剂的PH适应范围一般在6-8之间。本体型消泡剂的PH值适应范围一般在4-10之间。两种类型消泡剂的PH值都在允许范围之内。不同的是,本体型消泡剂的PH值适应范围更宽一些,表现了更好的酸碱适应性。  2 产品表现  我们选取造纸湿部用消泡剂为研究的重点。如表1列所列出的乳液型系列产品和本体型系列产品。  表1 造纸湿部用消泡剂的产品表现  类型 品名 有机硅/ 非硅 离子性 密度25℃,g/cm3粘度25℃(3#,30rpm) 活性物含量(%)  乳液 CS-553A/5512A/5515A/5515D/553D 非硅 弱阴离子 1.00±0.10 100-300 10-30  本体 CS-500/500Y/500N 非硅 非离子 1.00±0.10 80-600 ≥99.5  3 两种类型消泡剂的物理性能和应用性能的评估  3.1乳液型消泡剂和本体型消泡剂的物理性能评估  造纸消泡剂的物理性能评估一般包括外观、粘度、PH值、离心稳定性、稀释稳定性、抗剪切性能、粒径、耐温性能、分散稳定性、消抑泡性能等等。无论是乳液型消泡剂还是本体型消泡剂,对于外观、粘度、PH值、粒径、分散性能、消抑泡性能等指标都要进行常规检测。而不同的是乳液型消泡剂对稀释稳定性、粒径、离心稳定性有更加特殊的要求,本体型消泡剂则对分散性能有一定的要求。  3.2乳液型消泡剂和本体型消泡剂的应用性能评估  目前尚未有造纸消泡剂应用性能评估的统一标准,这与不同纸种不同工序产生的泡沫的原因、泡沫所处的环境以及泡沫自身的稳定性有很大的关系。一般可以从消泡性能、抑泡性能、相溶性能、脱气性能等方面进行评估。主要评估方法有摇瓶法、循环鼓泡法、气体鼓泡法。由于造纸抄纸工序中的水要循环使用,原料中的杂质循环时容易吸附在气泡的表面,稳定气泡的形态,因此一般要考虑在鼓泡力强、强剪切的环境中进行评估。那么循环
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鼓泡法则是评估消抑泡性能最常用的方法。  4 正确选型  由于造纸过程中要添加各种表面活性剂,使得起泡体系比较复杂,即使同样的纸张品种,不同纸张生产厂家,生产环境也是有区别的,如何选择合适的消泡剂类型是发挥消泡剂消抑泡效果的关键。在什么情况下选用乳液型消泡剂,什么情况下选用本体型消泡剂,很多消泡剂生产厂家和用户对此问题不是很清楚。我们通过多年不懈的努力,在对各种乳液型消泡剂和本体型消泡剂的研发、应用的基础上,得出了很多有价值的观点和应用经验。  通常造纸消泡剂在的进行选型时,需要参考的因素很多,其中主要包括纸张的品种、体系的PH值、白水温度、纸机的运行速度、浆料的组成、化学品的组成和添加量等等。其中体系的PH值、白水温度、纸机的运行速度是消泡剂选型时的首要考虑因素,而系统内浆料的组成、化学品的组成和添加量决定了消泡剂的添加量。当我们使用乳液型消泡剂和本体型消泡剂产品时,需要从中进行选型择优,那么不仅要参考上述几个因素,还要考虑其产品本身的特点。根据乳液型产品的组成及研究设计的不同,其产品一般适合于中、高温(白水温度在30℃-55℃之间)、剪切力相对较弱的体系环境,在这种应用环境中,乳液型消泡剂能够发挥最好的效果。本体型产品一般则适合于高温(白水温度在50℃-55℃之间)、高速(纸机车速在1000m/min以上)的体系环境。  总之,造纸消泡剂在选型时要考虑两个基本的因素,一是消泡剂的应用环境;二是消泡剂产品本身的特点。对于新型抄纸工艺,新概念纸机,要根据具体生产环境,选择合适的消泡剂。  5 两者的区别应用  造纸消泡剂的应用原则一般是根据应用纸种和抄造环境的不同,选择在正确的时间、正确的地点、添加正确的消泡剂。根据造纸原料结构的不同,消泡剂的应用大都集中在以废纸为主要生产原料的系统中,按生产品种的不同主要包括新闻纸、包装纸系列、瓦楞原纸、生活用纸、和各类特种纸。在普通的抄造环境中生产这些纸张(这里的普通抄造环境指中、低速的普通纸机和中、高温的白水温度),可以考虑使用乳液型消泡剂。乳液型消泡剂的添加点一般在白水溜槽、网下白水盘。但是随着造纸设备的不断改造升级,尤其是一批批高速纸机的相继投产,使抄造环境发生很大的改变,要想有效的控制住气泡的数量,消泡剂就必须能够满足快速分散的要求,并分散成所需的粒子,在这种情况下,就需要考虑使用本体型消泡剂。在使用本体型消泡剂时,添加点是决定其消抑泡效果的关键,添加点一般在冲浆泵,白水溜槽、网下白水盘、白水池、顶网撇沫器、除气器等位置。只有选对消泡剂的添加点,才能保证本体型消泡剂的分散稳定性,发挥最佳的使用效果。  6 结束语  由上所述,主要介绍了造纸湿部用乳液型消泡剂和本体型消泡剂的应用理论和实践,以及两种类型消泡剂的各自应用特点。因此选择合适的消泡剂是解决泡沫的关键。随着造纸技术的不断进步,造纸新产品的不断开发,各种造纸新技术、新工艺的应用,对造纸消泡剂的适应性也提出了更高的要求,与此同时,乳液型消泡剂和本体型消泡剂的改进和应用研究也将不断深入。可以预见,乳液型消泡剂和本体型消泡剂的产品品质和应用技术将不断提高,适应性将越来越强,完全具备低廉、广普、高效的独特优势,将为造纸工业的发展助一臂之力。
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