在造紙工業(yè)過程中不同工段, 均有不同程度的泡沫存在, 泡沫嚴(yán)重地影響著紙張質(zhì)量以及正常生產(chǎn)。而使用消泡劑可有效防止因泡沫發(fā)生的生產(chǎn)障礙, 可改善濾水性, 提高紙機(jī)抄速, 同時(shí)減少孔眼和表面疵點(diǎn), 提高產(chǎn)量和質(zhì)量。本文根據(jù)造紙工業(yè)的特點(diǎn), 而研制的消泡劑。采用復(fù)配技術(shù), 把乙撐雙硬脂酞胺、二甘醇單油酸脂、液體石蠟等幾種具有消泡作用的物質(zhì)有機(jī)結(jié)合在一起, 配以多種乳化劑和助劑及其它合適的乳化工藝等, 充分發(fā)揮各種消泡劑的優(yōu)勢(shì)并產(chǎn)生協(xié)同效果, 使其消泡抑泡效能大大增強(qiáng), 特別適用于造紙行業(yè)的中性和堿性水體系中的消泡抑泡要求。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品與儀器

硬脂酸、無水乙二胺、二甘醇、油脂、液體石蠟、Twen60、Span印、Tween80、Span80、甲基纖維素等均為國(guó)產(chǎn)分析純; 制漿蒸煮黑液( 實(shí)驗(yàn)室自制);實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

JJ一1型電動(dòng)攪拌器;數(shù)顯恒溫水溶鍋;飛16型臺(tái)式高速離心機(jī); KDM型可調(diào)控溫電熱套;分水器。

1.2 消泡劑的制備

1.2.1 乙撐雙硬脂酞胺的制備

將硬脂酸加人帶回流冷凝器、攪拌器、溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中, 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至90 ℃ , 逐滴加人乙二胺, 全部加人后10℃保溫20而n ,同時(shí)用分水器將反應(yīng)生成的水不斷分出, 至175℃土5℃,維持3h, 冷卻出料,即得消泡劑主體活性組合。

1.2.2 二甘醇單油酸脂的制備

將油酸加人帶回流冷凝器、攪拌器、溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至150 ℃,逐滴加人二甘醇, 加畢升溫至190℃土5℃,維持6h, 冷卻出料。

1.2.3 復(fù)配消泡劑的制備

將上述制得的乙撐雙硬脂酸胺、二甘醇單油酸脂及液體石蠟按一定摩爾比加人四口燒瓶中,加復(fù)合乳化劑, 攪拌均勻, 加入85 ℃二次蒸餾水, 繼續(xù)攪拌乳化40 1 1血, 冷卻至室溫, 攪勻出料。

2、復(fù)配消泡劑的性能測(cè)試

2.1 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性

將制得的復(fù)配消泡劑乳液經(jīng)3000r/min離心分離15min，觀察分層情況, 測(cè)定乳液的穩(wěn)定性。

2.2 消泡性能的測(cè)定方法

分別向1000ml帶塞量筒中加入200ml0.1% 十二烷基苯磺酸鈉(SDS ),(因紙張涂布漿料中的起泡主要是SDS類乳化劑引起)和燒堿AQ法蒸煮麥草漿黑液, 振蕩使其產(chǎn)生500px高的泡沫, 然后滴人1滴消泡劑(稀釋10倍),開始計(jì)時(shí),以泡沫降至2cm 高時(shí)所需的消泡時(shí)間評(píng)價(jià)消泡能力。

2.3 抑泡性能的測(cè)定方法

在200ml的起泡液中加人2 滴消泡劑( 稀釋10倍), 以2L/min通人氮?dú)? 同時(shí)啟動(dòng)秒表, 至泡沫上升至400m時(shí)停止鼓泡, 記錄時(shí)間作為評(píng)價(jià)抑泡能力的指標(biāo)。

3、影響因素分析

3.1 乙撐雙硬脂酞胺用量對(duì)消泡劑性能的影響

注: 二甘醇單油酸脂用量為15g, 石蠟用量35g, 改變硬脂酞胺的用量。

乙撐雙硬脂酞胺的用量對(duì)消泡劑性能的影響見表1。結(jié)果表明: 乙撐雙硬脂酸胺用量越大乳液粘度越大, 穩(wěn)定性越強(qiáng), 但由于粘度大流動(dòng)性差, 影響它在水中的擴(kuò)散能力, 消泡速度慢, 抑泡能力差。當(dāng)乙撐雙硬脂酞胺用量為1噸時(shí), 達(dá)到最佳效果。

3.2 二甘醇單油酸脂用量對(duì)消泡劑性能的影響

二甘醇單油酸脂本身具有一定的消泡能力, 與乙撐雙硬脂酞胺復(fù)配, 能產(chǎn)生協(xié)同作用, 使消泡能力增強(qiáng)。消泡劑性能如表所示。隨著二甘醇單油酸脂用量的增加, 乳液的穩(wěn)定性有所改變, 過量的二甘醇單油酸脂使乳液的穩(wěn)定性變差, 但消泡抑泡能力均無明顯增加。故我們選用二甘醇單油酸脂用量15g.

3.3 石蠟用量對(duì)消泡劑性能的影響

石蠟作為烴類物質(zhì), 鋪展系數(shù)大, 破泡能力強(qiáng)。在復(fù)配體系中, 石蠟作為擴(kuò)散劑, 提高消泡劑的滲人和擴(kuò)散能力, 使消泡劑易于滲人泡沫之間和泡沫表面膜層擴(kuò)散。消泡劑性能如表3所示。

注: 當(dāng)硬脂酞胺為1呢, 二甘醇單油酸脂為15g, 改變石蠟的用量。石蠟用量少時(shí), 乙撐雙硬脂酞胺和二甘醇單油酸脂的分散效果不好, 消泡效果較差。石蠟用量過多, 復(fù)配后的消泡劑易出現(xiàn)油水分層現(xiàn)象, 抑泡能力增加不明顯。適宜的石蠟用量為35g.

3.4 乳化工藝對(duì)消泡劑性能的影響

3.4.1 乳化劑的選擇

乳化劑的選擇以親油親水平衡值HLB為依據(jù)。當(dāng)乳化劑的HLB值與被乳化物所需的印衛(wèi)值協(xié)調(diào)時(shí), 乳化效果較好, 否則就會(huì)導(dǎo)致油水分離。本品選用HLB值較小的親油性乳化劑Span印和扭丑值較大的親水性乳化劑Tween60作為主乳化劑“對(duì)”,同時(shí)利用乳化劑的“ 協(xié)同效應(yīng)” , 添加一定量的助乳化劑對(duì)原料進(jìn)行乳化, 使消泡劑的穩(wěn)定性及消泡抑泡性能較好。

注: 硬脂酞胺為10 9 , 二甘醇單油酸脂為15 9 , 石蠟3 5 9 , 改變?nèi)榛瘎┑呐湮椤?/p>

3.4.2 乳化時(shí)間

乳化反應(yīng)的時(shí)間, 即從第一次加人乳化水開始到溫度降到室溫, 時(shí)間過長(zhǎng), 會(huì)使乳液中的顆粒相互接觸的機(jī)會(huì)增多, 形成大的顆粒, 使乳液粘稠。反應(yīng)時(shí)間過短, 則乳化劑沒有反應(yīng)完全, 乳化效果不好。本品乳化時(shí)間一般控制在40min。

3.4.3 乳化溫度

乳化溫度的控制也是影響消泡劑性能的因素之一。溫度升高,分子動(dòng)能增加,親水性基團(tuán)水化程度減小, 易轉(zhuǎn)化為W/O型乳化液。當(dāng)溫度降低時(shí),易形成O/W型乳狀液。在一定條件體系中, 此轉(zhuǎn)化溫度就是該體系中乳化劑的親水親油性達(dá)到平衡的溫度, 稱為相轉(zhuǎn)化溫度。本實(shí)驗(yàn)采用的乳化溫度控制在90℃ ,溫度過高, 乳化劑的分子運(yùn)動(dòng)加劇, 降低乳化劑分子在油水界面的定向吸附性能, 溫度太低又會(huì)影響乳化的程度。

3.4.4 攪拌速度乳化顆粒度的大小及其分散程與攪拌速度有直接關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)中使用的攪拌方式開始使用較慢的攪拌速度200r/min，至加水轉(zhuǎn)相時(shí)加快攪拌速度800r/min，進(jìn)行激烈攪拌以使油相物料以細(xì)小微粒均勻的分散于水中, 出料時(shí)再降低攪拌速度200r/min。

3.5 穩(wěn)定劑和增稠劑

在復(fù)配消泡劑體系中, 加人增稠劑可以提高分散介質(zhì)的勃度, 增加乳液的穩(wěn)定性。常用的增稠劑有聚乙烯醇、甲基纖維素等。本品選用甲基纖維素。

4、結(jié)論

本品以乙撐雙硬脂酞胺用量為10g、二甘醇單油酸脂15g及液體石蠟35g, 配以多種乳化劑和助劑及其它合適的乳化工藝等, 復(fù)配成功高效的造紙工業(yè)用消泡劑, 消泡、抑泡能力強(qiáng), 價(jià)格適中,適用于造紙等行業(yè)的中性和堿性水體系中消泡, 并在多家造紙廠小、中試中反應(yīng)良好, 具有廣闊的市場(chǎng)前景。