造纸工业生产过程中的泡沫及消泡技术
泡沫和消泡剂
谢谢
在涂布中的应用
在涂布加工过程中,由于颜料、碱等起泡物质的存 在,以及涂料配制过程中的机械搅拌。研磨等,都 会将空气引入涂料中而产生泡沫。由于涂料的粘度 大,泡沫很稳定,产生后很难排除,对涂布的正常 操作及成纸质量造成影响。
涂布中用的消泡剂的活性成分主要是在聚醚。聚醚 具有很强的消泡、抑泡作用,同时具有上光。润滑 等多种功能,而且乳化、分散、渗透性、热稳定性、 化学稳定性都很好,无毒,非常适合作为涂料用消 泡剂使
金森耀
简介
造纸过程分为制浆、抄造和涂布三个主 要工序。从制浆到涂布这一系列工序中 均有不同程度的泡沫产生,泡沫严重地 影响着正常生产以及纸张质量。因此, 需要在工序中加入消泡剂——一类特殊 的表面活性剂,这类物质具有强大的表 面活性,可以置换或破坏生产系统内的 起泡剂,降低表面张力,使其无法形成 坚固的泡膜,从而致使泡沫破裂。
在抄造中的应用
在抄早过程中,由于制浆工序中夹带的木素、脂 肪酸、树脂酸皂、脱墨剂等起泡性表面活性剂、 合成高分子,在操作中也会混入空气产生起泡, 妨碍纤维组分及纤维间的结合,对成纸造成影响。
抄纸工序中所用的传统消泡剂的活性成分主要是 脂肪酸、聚醚及其衍生物。虽然消泡效果较好, 但是抑泡效果不佳。在抄纸过程中消泡剂通常在 流动管道、白水槽处添加,在纸浆中添加可能会 导致纸张产生缺陷。
矿物油类 矿物油、石蜡、煤油、汽油
醇类
其他
异丙醇、丁醇、辛醇、十八醇
磷酸三丁酯、磺化蓖麻油
消泡剂的应用
在制浆中的应用
由于纸浆原料中含有脂肪酸、树脂酸等天然物质,与 加入的氢氧化钠等化学物品发生皂化反应产生起泡物 质,再加上纤维高分子物质的稳泡作用,在浆料输送 和混合是混入空气,形成大量气泡。 制浆工序中使用的消泡剂主要是:烃类和有机硅乳液 型消泡剂 相比:烃类消泡剂的破泡速度快,但抑泡不用不如有 机硅消泡剂;烃类消泡剂容易在机器上产生沥青等沉 积物,相比较有机硅消泡剂用量少,稳定性更高,不 会再设备上产生碳化沉淀物
一种造纸用高碳醇乳液消泡剂及其制备方法和应用
一种造纸用高碳醇乳液消泡剂及其制备方法和应用高碳醇乳液消泡剂是一种用于造纸工业中的化学添加剂,其主要作用是抑制在造纸过程中产生的泡沫。
在造纸过程中,纸浆经过混合、脱水、压榨等多个步骤,其中会产生大量的气泡和泡沫。
这些气泡和泡沫会影响纸张的质量和表面光滑度,降低产量和质量。
高碳醇乳液消泡剂是一种由高碳醇和乳液组成的化学物质。
高碳醇是一种疏水性物质,它能够迅速降低液体表面的张力,并与气泡表面的水分子互相作用,从而破坏气泡结构,使其迅速消失。
乳液是由高分子聚合物和乳化剂组成的液体,它能够在水中形成胶状物质,具有较强的分散作用,可以均匀地分散在液体中,并形成一层薄膜覆盖在气泡表面,阻止气泡重新形成。
高碳醇乳液消泡剂的制备方法一般采用乳化或乳化硅油等方法,将高碳醇和乳化剂充分混合后,经过加热和搅拌,使其形成乳液状物质。
该消泡剂具有良好的消泡性能和稳定性,能够有效地抑制纸浆中的气泡和泡沫产生。
高碳醇乳液消泡剂在造纸工业中有着广泛的应用。
首先,它可以用于纸浆的制备过程中,通过添加适量的消泡剂,可以明显降低纸浆中气泡和泡沫的产生,减少纸浆的泡沫含量,从而提高纸浆的脱水效果和压榨效率。
其次,高碳醇乳液消泡剂还可以用于纸浆的搅拌和输送过程中,通过在搅拌和输送设备中添加适量的消泡剂,可以有效地消除气泡和泡沫的形成,提高设备的工作效率和稳定性。
此外,高碳醇乳液消泡剂还可以用于纸张的加工和涂布过程中,通过在纸张表面涂布一层薄膜,可以防止纸张表面的气泡和泡沫产生,提高纸张的表面光滑度和质量。
高碳醇乳液消泡剂在造纸工业中的应用具有很好的经济和环保效益。
首先,它可以减少纸浆生产和加工过程中的能耗和原材料损耗,提高能源利用效率和资源利用率。
其次,高碳醇乳液消泡剂可以减少废水和废气的排放,降低环境污染和对环境的危害。
此外,高碳醇乳液消泡剂还具有一定的经济效益,通过减少气泡和泡沫的产生,可以提高纸张的生产速度和质量,降低生产成本,增加经济效益。
造纸行业常用的四类消泡剂
造纸行业常用的四类消泡剂
在造纸行业,为了快速消除泡沫和提高造纸质量,经常会用到消泡剂,下面我们为大家介绍一下造纸行业常用的四类消泡剂:
1、油酯类:消泡效果比较好,但是价格比较昂贵。
2、有机硅类:用量比较大,对水面泡沫的消泡效果比较好。
3、聚醚类:消泡效果受温度影响很大,消泡环境的温度要合适。
4、高级醇类:消泡很迅速,能够高效脱除制浆中的泡沫和气泡。
以上就是造纸行业常用的四类消泡剂,希望对大家有所帮助。
中和润消泡剂。
造纸消泡剂的正确使用方法
造纸消泡剂的正确使用方法
在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫,需要添加消泡剂。
广泛应
用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。
有机硅乳液消泡剂使用注意:在使用或采样前需要充分搅匀乳液。
水包油型乳液可任意稀释,但同时
乳液的稳定性也会因此急剧下降,如发生分层等。
稀释时请将水加入消
泡剂中并缓慢搅拌。
由于乳液在原始浓度下稳定性最好,所以稀释后的
乳液必须在短期内用完。
乳液对霜冻和温度高于40°C都很敏感而易遭
到破坏。
防止霜冻!已经冻住的乳液可以小心地去霜冻,但在进一步使
用前必须作检测。
长时间强烈振荡或强烈剪切(如使用机械泵,均质机等)或搅拌会破坏乳液的稳定性。
提高乳液的粘度或添加增稠剂可以提
高乳液的稳定性。
①可以用清洁水稀释1-3倍滴加成浆池、高位箱、网槽等泡部位;②
使用量为发泡体系的0.01%-0.2%;③本品被稀释后须尽快在短时间内使用。
浅谈造纸过程中泡沫的产生与消除
液膜破裂 , 最终泡沫消失 。
一
般表 面粘度高者 , 气体透过性低 , 其泡沫稳定性较好 ;
泡沫的生成是液体表面积的增加过程 , 而液体表面积的 反之 , 表面粘度低者 , 气体透过性高 , 泡沫稳定性较差 。气体 增加意味着体系 的能量也相应的增加 。因此 , 从热力学的角 透过性与表 面吸附膜 的紧密程度有关 , 表面吸附的分子排列
组成表面膜 的表面活性 剂的分子结构和性质 。 3 消除泡沫的方法 见表 l
裹 1 消除泡沫的方法 物理消泡 化学消泡
于借助泡沫的表面活性剂双 电层互相作用 , 产生稳定性 的起
维普资讯
浅 谈造 纸过 程 中泡 沫 的产 生与消 除
都业 壮
( 牡丹江恒丰纸业股 份有 限公 司, 黑龙江
Байду номын сангаас中 图分 类 号 : S 2 + T 7 7. 2
牡丹江
17 1 ) 50 3
文献标识码 : B
随着造纸工业 的发展及产 品质量 的不 断提高 , 造纸过程 视, 本文就造纸过程中泡沫的产生及消除做一简单介绍 。
泡沫排液 的速度和气泡液膜 的交 界处 与平面液膜之 间 于表面吸附分子 的表面结构和相互作用 。表 面吸 附分子排 的压力差有关。 表面张力低则压差小 , 因而排液速度较慢 , 液 列紧密、 相互作用 强时 , 不仅表面膜本身具有较大 的强度 , 而 膜变薄也较慢 , 这有利于泡 沫的稳定 。 2 表面膜强度 和表面粘度 . 2
度看 , 低表 面张力显然有利于泡沫 的生成 , 成相同总面积 越紧密 , 生 则气体越难透过 。 的泡沫 , 可以少做功。但是 , 不能保证泡沫的稳定性 , 只有当 除上述 因素外 ,影 响泡沫稳定性 的还有表 面电荷的斥 表面膜具有一定 的强度 , 低表面张力才有助于泡沫 的稳定 。 力 、 温度等 因素 。其 中最重要 的因素是表 面膜强 度 , 它取 决
消泡方法及化学消泡剂机理
消泡方法及化学消泡剂机理消泡是指在液体中去除或减少气泡的过程。
在许多工业生产过程中,气泡的存在会对产品质量造成影响,因此需要采取措施来消除气泡。
消泡剂是一种能够有效消除气泡的化学物质,它能够降低液体表面的张力,使气泡破裂和消散。
下面将介绍消泡的方法以及化学消泡剂的机理。
消泡的方法主要包括物理消泡和化学消泡两种。
物理消泡是通过改变液体的流动状态和表面张力来消除气泡。
常用的物理消泡方法包括振荡、超声波和真空处理等。
振荡是通过机械振动或液体激振来破坏气泡的稳定性,使其破裂消散。
超声波消泡是利用超声波的高频振动作用于液体,产生剧烈的液体流动和涡流,从而破坏气泡的稳定性。
真空处理是将液体置于真空环境中,利用气泡内部的气体膨胀和液体表面张力的力量,使气泡破裂消散。
化学消泡剂是一种能够降低液体表面张力的化学物质。
它们一般是表面活性剂,能够在液体表面形成一层薄膜,阻止气泡的形成和稳定。
消泡剂分为水溶性和油溶性两种。
水溶性消泡剂主要用于水基液体中,如洗涤剂、乳液等。
油溶性消泡剂主要用于油基液体中,如润滑油、涂料等。
消泡剂的选择要根据液体的性质和工艺要求来确定。
消泡剂的机理主要包括两种:一是破坏气泡的稳定膜,二是降低液体表面张力。
破坏气泡的稳定膜是指消泡剂能够与气泡表面的有机物质相互作用,破坏气泡的稳定性。
气泡表面的有机物质一般是由溶解在液体中的油脂、蛋白质等组成的。
消泡剂能够与这些有机物质发生作用,改变其表面性质,使气泡失去稳定性,破裂消散。
降低液体表面张力是指消泡剂能够降低液体表面的张力,使气泡不易形成和稳定。
液体表面的张力是由液体分子间的相互作用力所决定的,消泡剂能够与液体分子相互作用,改变液体分子的排列方式,降低液体表面的张力。
降低液体表面张力可以使气泡的内压增大,从而使气泡破裂消散。
化学消泡剂的机理是比较复杂的,它涉及到表面化学、界面化学和胶体化学等多个领域的知识。
消泡剂的选择和使用要考虑到液体的性质、工艺要求和经济成本等因素。
泡沫的形成与消泡剂
• 6.电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡 破灭对于借助泡沫的表面活性剂双电层互 相作用,产生稳定性的起泡液,加人普通 的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起 消泡作用。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谢谢
泡沫的形成与消泡剂
组员:陈炳斌 孙礼军
概述
• 纸浆中的泡沫是令人伤脑筋的东西, 它阻碍着工艺条件的执行和设备的正常操 作,可能成为制浆造纸和废液处理中的一 个严重问题。随着我国造纸工业的发展, 除气消泡已成为生产中的一个重要的研究 课题。
泡沫的形成
• 泡沫是一种胶体系统,是气体分散在液体中 形成的。在造纸系统中,气体通常是空气或二氧 化碳,液体介质一般是水。在造纸过程中,很多 操作会导致工艺用水和白水中混入空气而形成泡 沫。例如,浆料呈瀑布状落下,浆泵的空气泄漏, 浆池搅拌器搅拌过于强烈或搅拌器露出液面,锥 形除渣器排渣口压力过低,白水或浆料管道设计 不合理,白水的回收利用,损纸的回收等等;浆料 的发酵和碳酸盐的酸化分解会释放出二氧化碳, 也会形成泡沫
泡沫的危害
• 浆料中的气泡对纸机的运行及成纸质 量有重要的影响。气泡含量高,不仅影响 网部脱水,造成纸病,而且气泡会产生气 蚀,使浆泵的运行性能下降,增加能耗;使 整个上浆系统不稳定, 甚至引起上浆泵跳 闸、停机;同时,浆管和其它压力装置中的 压力也会产生波动。浆料中的气泡对速度 较低的纸机影响不是很大,但对高速纸机 则有重大影响。因此,高速纸机必须配备 完善的消泡系统。
• 2.消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭消泡 剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散, 使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢 复膜弹性的能力。
• 3.消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破 灭泡膜排液的速率可以反映泡沫的稳定性, 添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起 到消泡作用。
制浆造纸工业起泡原因与控制
制浆造纸工业起泡原因与控制导读进入21世纪以来,随着人民生活质量的提高和纸机车速的提高,人民对纸质量的要求不断提高。
其中,在制浆造纸工业中,泡沫是令人伤脑筋的东西。
从蒸球出料后的制浆单元操作一直到涂布工序(洗涤、虑浆、漂泊、脱水、抄纸、施胶、涂布等),均有不同程度的泡沫存在。
它阻碍着工艺条件的执行和设备的正常操作,可能成为制造造纸和废液处理中的一个严重问题。
故在生产过程中如何有效地控制泡沫长期为生产者所重视。
泡沫的形成及危害在造纸系统中,气体通常是空气或二氧化碳,液体介质一般是水。
在造纸过程中,很多操作会导致工艺用水和白水中混入空气而形成泡沫。
例如,浆料呈瀑布状落下,浆泵的空气泄漏,浆池搅拌器搅拌过于强烈或搅拌器露出液面,锥形除渣器排渣口压力过低,白水或浆料管道设计不合理,白水的回收利用,损纸的回收等等;浆料的发酵和碳酸盐的酸化分解会释放出二氧化碳,也会形成泡沫。
浆料中的气泡对纸机的运行及成纸质量有重要的影响。
气泡含量高,不仅影响网部脱水,造成纸病,而且气泡会产生气蚀,使浆泵的运行性能下降,增加能耗;使整个上浆系统不稳定,甚至引起上浆泵跳闸、停机;同时,浆管和其它压力装置中的压力也会产生波动。
浆料中的气泡对速度较低的纸机影响不是很大,但对高速纸机则有重大影响。
因此,高速纸机必须配备完善的消泡系统。
在废液处理过程中,泡沫使废液处理效率下降,并使废水流失、飞溅,污染环境。
如污水处理采用活性污泥表面加速曝气工艺时,在表面曝气充氧过程中产生大量泡沫覆盖表面,不仅使充氧发生困难,影响微生物生长,降低生化处理效率,而且泡沫横溢,使表面曝气无法进行。
消除造纸工业中的泡沫有两种方法,一种是利用化学消泡法,另一种是机械消泡法。
化学消泡不需要大量的设备投资和维修费用,不需改变原来的流程,故用得较广。
泡沫的控制方法要消除或控制泡沫,可以采用下列方法中的一种或几种:①降低泡沫稳定剂的效能方面,可用化学反应或非极性溶剂方法。
造纸工业用化学消泡剂及其消泡原理
造纸工业用化学消泡剂及其消泡原理徐永英(西北轻工业学院轻化工系,陕西咸阳712081)摘要:泡沫,对造纸有多大的影响?化学消泡剂有哪几种类型?各种类型消泡剂的组成及效果又如何?我国研制使用情况又怎样?消泡基本原理是什么?文中较系统地论述了这些问题。
关键词:纸浆;泡沫;消泡剂中图分类号:T S72712文献标识码:A文章编号:1007-2225(2000)04-0021-04Chemical Defoamers of P a p ermakin g I ndustr y andTheir Defoamin g Princi p lesXU Y on g-y in g(Li g ht-Chemical En g ineerin g De p artment,Northw est Institute o f Li g ht Industr y,Xian y an g712081,China)Abstract:H ow g reat influences does foam have on the p a p erm akin g o p eration?H ow m an y t y p es do the chem ical defoam ers have?What are the com p ounds and effects of different defoam ers?H ow are the situations of p re p areation and a pp lication in our countr y?What is the basic p rinci p le of defoam ers?All above are discussed m ore s y stem aticall y in this p a p er.K e y w ords:p ul p;foam;defoam er纸浆中的泡沫是令人伤脑筋的东西,它阻碍着工艺条件的执行和设备的正常操作,可能成为制浆造纸和废液处理中的一个严重问题。
有机硅消泡剂及其在造纸工业中的应用
有机硅消泡剂及其在造纸工业中的应用
有机硅消泡剂是一种特殊的化学添加剂,最近几十年来得到了广泛的应用,在造纸工业中,它被广泛应用以获得更高质量的产品。
有机硅消泡剂是一种有机、无毒、无刺激性的物质,由四氟硅烷(碳氟硅烷)等结构简单、分子量小的有机物制成,具有良好的溶解性、可暂时稳定在水中,同时还具有卓越的低表面张力性和流变性能。
由于有机硅消泡剂在水中能够实现稳定的表面活性,因此在造纸工业中被广泛应用。
有机硅消泡剂可以保持悬浮液的稳定性,从而大大促进了悬浮液的回收和分散性,并减少了因木浆颗粒间互相粘附而形成的消泡,可以有效地改善木浆的流动性,减少分散液损失和回收困难等现象,从而提高木浆的纤维利用率。
此外,有机硅消泡剂还具有优良的抗菌和凝结作用,可有效避免杂质的混入,以及木浆流失,去除悬浮液中的细菌,减少悬浮液的凝结,使纤维和有机硅消泡剂之间的结合力更强,从而提高印染厂印刷机的质量和生产效率。
总之,有机硅消泡剂在造纸工业中的应用具有不可替代的价值,它不仅可以快速、有效地提高悬浮液的稳定性,抑制木浆颗粒间的传热,减少因木浆颗粒粘附而形成的消泡,而且还具有凝结和抗菌的作用。
使其变得更安全,成为造纸工业印刷厂的宝贵助力。
造纸过程中泡沫的产生和消除
随着造纸工业地发展及产品质量地不断提高,造纸过程中泡沫地产生及其对成纸质童地影响越来越受到人们地重视,本文就造纸过程中泡沫地产生及消除做一简单介绍.泡沫地产生气体分散在液体中地状态称为气泡.许多气泡相互结合在一起,彼此之间以很薄地液膜隔开,这种状态称为泡沫.纯净地液体并不产生泡沫,产生泡沫地液体必须有两种以上地成分.泡沫地生成伴随着表面地扩张,因此产生泡沫要做功,功地大小等于气泡地表面积乘以表面张力.造纸工业中地浆料是多种物质地混和体,在浆料地贮存和流送过程中,由于搅拌、湍流、振荡、喷射等操作形式地存在,所以大量地空气被带入浆料中.进入浆料中地空气被周围地浆料包围形成气泡,在气泡地表面吸附着定向排列地表面活性剂分子,其疏水基伸向气泡地内部、亲水基向着浆料而产生一层薄膜.形成地气泡由于浆料地浮力而上升,在上升到浆料地表面时,又把浆料表面上地表面活性剂分子吸附上去,第二层表面活性剂分子地疏水基都是朝向空气地.因此,当气泡暴露于空气时,情况与其在浆料中时不同,气泡表面地液膜吸附有两层表面活性剂分子,即形成双分子膜.气泡之间由于向外地疏水基之间存在引力而使气泡聚集到一起形成泡沫.影响泡沫稳定性地因索泡沫破坏地过程,主要是隔开地液膜由厚变薄,直至破裂地过程.因此泡沫地稳定性主要决定排液快慢和液膜地强度,影响泡沫稳定性地主要因索,即是影响液膜所保持厚度和表面膜强度地因索,但比较复杂,以下因索,仅作初步分析.b5E2R.表面张力泡沫地生成是液体表面积地增加过程,而液体表面积地增加意味着体系地能量也相应地增加.因此,从热力学地角度看,低表面张力显然有利于泡沫地生成,生成相同总面积地泡沫,可以少做功.但是,不能保证泡沫地稳定性,只有当表面膜具有一定地强度,低表面张力才有助于泡沫地稳定,泡沫排液地速度和气泡液膜地交界处与平面液膜之间地压力差有关.表面张力低则压差小,因而排液速度较慢,液膜变薄也较慢,这有利于泡沫地稳定.p1Ean.表面膜强度和表面粘度从第一个影响速度来看,决定泡沫稳定性地关键在于表面膜地强度,而表面液膜地强度主要决定于表面吸附膜地坚固性,此坚固性以表面粘度为其量度.表面粘度与泡沫地稳定性有密切关系.它与表面活性剂地种类、添加剂地性质及其浓度有关,表面粘度大地溶液,所生成地泡沫寿命也较长,即泡沫较为稳定.一些蛋白质地分子较大,分子间作用较强,故其水溶液所形成地泡沫稳定性也较高.一般疏水基中分支较多地表面活性剂,其分子间地作用较直链者为差,因而溶液地表面粘度较小,泡沫稳定性也较差.DXDiT.表面张力地“复原”作用和表面弹性泡沫地液膜受到冲击时,会发生局部变薄地现象.与此同时、变薄之处地液膜表面积增大,表面吸附地表面活性剂分子密度较前减少,表面积增加.于是,没有变薄部分地表面分子有向变薄处迁移地趋势,使变薄处表面分子地密度增大,从而表面张力又下降至原来地数值.在表面分子地迁移过程中,会带动邻近地地液体一起迁移,结果使受外力冲击而变薄地液膜重新变厚.表面张力和液膜厚度地复原均导致液膜强度地恢复,使泡沫具有一定地稳定性而不易破坏.此种复原作用也称作表面弹性.纯液体没有表面弹性,其表面张力不会随表面积地变化而变化,因而不能形成稳定地泡沫.RTCrp.气体通过液膜地气体透过性一般形成地泡沫中,气泡大小总是不均匀地.小泡中地气体压力比大泡中地大,于是,气体从高压地小泡中透过液膜扩散至低压地大泡中,造成小泡消失,大泡变大,以消耗小泡来增长大泡,引起泡沫中气泡地重排,产生机械冲击导致液膜破裂,最终泡沫消失.一般表面粘度高者,气体透过性低,其泡沫稳定性较好;反之表面粘度低者,气体透过性高,泡沫稳定性较差.气体透过性与表面吸附膜地紧密程度有关,表面吸附地分子排列越紧密,则气体越难透过.除上述因素外,影响泡沫稳定性地还有表面电荷地斥力、温度等因素.其中最重要地因素是表面膜强度,它取决于表面吸附分子地表面结构和相互作用.表面吸附分子排列紧密、相互作用强时,不仅表面膜本身具有较大地强度,而且还能使表面层下面邻近地溶液层不易流走,排液比较困难,液膜厚度较易保持.因此想要消除泡沫,应该首先考虑组成表面膜地表面活性剂地分子结构和性质.5PCzV.消除泡沫地方法物理消泡(抑泡):改变温度,过滤除去漂浮物,将容器做成敞口式,除去机械发泡因素(避免强沸、振荡、减压、溅落),不要放入粗面多孔体;除去气相搅拌(仅使液相密闭或用盖将液面盖住),溶存气体地脱气,油类加热预先脱水,利用起泡分离法,除去易起泡地溶质.化学消泡(抑泡):添加抑泡剂,送入消泡性气体,长用低起泡性表面活性剂,利用吸附、沉淀、化学反应除去起泡性物质,调节值及值,利用脱水剂除去油中地水分,在容器壁涂上吸附药剂(防止暴沸),加入可增加起泡性物质溶解度地物质,加入电解质、加入能消除泡沫稳定性地物质.物理消泡(破泡)改变温度(冷冻、加热、蒸发、干澡),改变压力(声波及空气喷射),液体喷射,用憎水性地金属网搅拌及拍打,离心分离;放射线,使用浅地容器(分散气泡),添加憎水性粉末.化学消泡(破泡)添加破泡剂,利用吸附、溶解、稀释、化学反应除去起泡性物质,与挥发性气体接触,利用加入酸、碱调节值及值,利用消泡剂除去分散性地气泡,加入电解质或电解以减弱双电层地相斥,加入排液性地物质,盐析.jLBHr.消泡剂地消泡机理)泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭该种机理地起源是将高级醇或植物油撒在泡沫上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处地表面张力.因为这些物质一般对水地溶解度较小,表面张力地降低仅限于泡沫地局部,而泡沫周围地表面张力几乎没有变化.表面张力降低地部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂.xHAQX.)消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭消泡剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散,使具有稳泡作用地表面活性剂难以发生恢复膜弹性地能力. LDAYt.)消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭泡膜排液地速率可以反映泡沫地稳定性,添加一种加速泡沫排液地物质,也可以起到消泡作用.Zzz6Z.)添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂地疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入水相,从而起到消泡地作用. dvzfv.)增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭某些能与溶液充分混合地低分子物质,可以使助泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低.有这种作用地低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层地表面活性剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间地紧密程度,从而减弱了泡沫地称定性. rqyn1.)电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡破灭对于借助泡沫地表面活性剂双电层互相作用,产生稳定性地起泡液,加人普通地电解质即可瓦解表面活性剂地双电层起消泡作用.Emxvx.在造纸工业常用地消泡剂) 烃类消泡剂烃类一般不单独作为消泡剂使用,而是与乳化剂以及蜡类配制成型乳液使用,其扩散能力强,消泡速度快,但抑泡效果一般,多用于制浆工段,如果与疏水颗粒如胶体二氧化硅配合使用,效果则更好.SixE2.)聚醚类消泡剂嵌段聚醚是常用地消泡剂,有“敌泡”之称,实际应用时,常常将这些表面活性剂与硅油及矿物油配合使用,以降低成本,并达到抑泡和消泡地综合效果. 6ewMy.)有机硅表面活性剂乳液消泡剂一般有机化合物,如烃类、醚类、醇类及磷酸脂类铺展系数较大,因此破坏作用很强,而抑泡作用较差.有机硅铺展系数很小,单纯地有机硅高分子如二甲基聚硅氧烷无消泡作用,但将其乳化后,表面张力迅速降低,使用很少量即能达到很强地消泡和抑泡作用,作为优秀地消泡剂必须同时兼顾消泡、抑泡作用,因此有机硅型消泡彻在各类消抱剂中地综合效果最好.kavU4.)醇类消泡剂丁醇辛醇、异丙醇等小分子醇类可直接用作消泡剂,也可与其它组分配合使用以提高消泡能力.醇类梢泡荆地原理是利用醇类加人后可降低液体地表面张力,使得泡沫容易破裂,从而达到消泡地作用.y6v3A.)表面活性剂类消泡剂一般在制浆造纸各个工段中,由于原料在蒸煮过程中产生地大量有机皂类,属于阴离子表面活性剂类,浆液中产生地泡沫都是由此引起地.所以,可通过加入阳离子等与阴离子具有反电荷地表面活性剂,利用两种相反电荷地表面活性剂作用来消除.如季铵盐类阳离子表面活性剂,脂肪酸及其酯类消泡剂等.M2ub6.)小结在造纸过程中,由于生产地产品、工艺以及使用地填料、助剂等地不同,所以发泡体系、发泡场合也各有差异,这就要求我们根据具体地发泡体系、发泡场合以及经济、技术等条件,选用相应地一种或几种方法消泡.例如,一些低速纸机可同时采用喷射清水和添加消泡剂两种方法进行消泡.目前,消泡剂是被普遍采用地一种消泡方法,由于消泡剂地种类很多、特点各异,所以一种消泡剂只能对某一种或几种体系有效.因此,在选用消泡剂时,一定要先作实验.在使用时还应注意其添加浓度和加入地点.0YujC.。
造纸消泡剂的认识
造纸消泡剂
现阶段造纸可谓是无处不在,造纸行业对于中国的工业也是得到了快速性的发展,方便了我们的日常的生活。
然而随着造纸业日越壮大,各种造纸厂不断出现增多,对于造纸加工中出现的泡沫问题,我们不得不正面去面对,所以要用到造纸消泡剂。
因为在抄纸工艺当中:
一、由于温度不够
二、气体的泄漏
三、各种粗纤维等杂质从而会产生大量的气泡
从而是很影响造纸的质量,所以我们就得用上造纸消泡剂处理这方面的问题
我们德丰消泡剂公司研发的这款造纸消泡剂专门针对造纸工业应对泡沫设计的,在抄纸过程中产品的泡沫问题一定要得到很好的处理,不然后果很麻烦。
在抄纸工艺中脱泡和抑泡很重要,因浆内气体含量(按体积)一旦达到0.5~1.0%左右,就必须加以控制,否则会造成断纸、白水液位波动、泵频率波动等;面对各种泡沫的问题德丰造纸消泡剂都会起到很好的作用。
009造纸过程中的泡沫消泡技术
造纸过程中的泡沫消泡技术在制浆造纸工业(简称造纸工业)中,泡沫处理是生产中的棘手问题。
1发泡原因当含有表面活性剂的液体或黏度较大的液体受到搅动时,常常会产生大量不易消失的泡沫。
这些泡沫较为稳定不易消失的原因如下:1.1膜弹性液膜在一般的稀化过程中抗拒局部稀薄化的能力为膜弹性。
当液膜有一稀薄点时,此点即是可能破裂的部位。
但当这一点再进一步被拉伸时,则在此部位的表面活性剂分子会更加减少,而使其表面张力增大结果造成力的不平衡,牵拉周围的表面向稀薄点移动以平衡表面张力。
表面层的移动会一起拉动下层的液体,这样就防止了初期弱点的进一步稀薄,及进而引起的泡沫破裂。
这种作用也可称为“自我痊愈效应”。
当然平衡表面张力时,也可能是主体液中的分子移出来而不必由邻近的表面移动分子。
但如果发生这种情况的话,就不会有回复稀薄部位的活动,也无法防止进一步的稀化,从而导致泡沫破裂。
不过,大多数发泡表面活性剂分子从主体到表面的移动速度相当慢所以自我痊愈效应是主要的。
1.2表面黏度表面黏度是总体黏度的二因次形式,是由于液体表面各相邻分子间相互作用产生的。
如在典型的非离子型表面活性剂溶液中,邻近表面活性剂分子的聚乙二醇端可形成氢键,阻止或滞缓了泡沫壁的流失速度,而使泡沫稳定。
如果液体本身黏度高,泡沫壁的流失速率缓慢,且比较稳定,而使泡沫稳定。
1.3电双层互斥作用对离子型表面活性剂来说,泡沫壁的稀薄化会持续进行到内外壁上荷电基团变得充分靠近而引起电性互斥作用为止。
这种互斥作用制止了泡沫壁的更进一步稀薄化。
当然这种效应只有对非常薄的泡沫才会显得重要。
1.4熵性双层互斥作用对非离子型表面活性剂,当泡沫壁的稀薄化进行到一定程度时,表面活性剂聚乙二醇端的混合熵同时会太大而无法互相渗透,防止了泡沫壁的进一步稀薄化。
当然这种效应只有当泡沫非常薄时才显得重要。
1.5气泡间气体扩散作用的降低对于泡沫膜厚度超过10nm的来说,前二项是主要的。
2、消泡机理一是通过消泡剂在泡沫中扩散,扩散时在泡沫壁上形成双层膜,在此扩散过程中将具稳定作用的表面活性剂排开,而降低泡沫局部表面的张力,破坏泡沫的自愈效应,使泡沫破裂;二是消泡剂可能进入泡沫壁,但只散布到很有限的程度,与发泡剂一起形成混和的单层,若此种单层的内聚性不佳时,泡沫就会破裂。
造纸抄纸工段起泡原理及消泡剂的选择
造纸抄纸工段起泡原理及消泡剂的选择作者:陈玉娟来源:《决策探索(中旬刊)》 2020年第12期文/陈玉娟摘要:人们生活中基本上每天都会用到纸,因此造纸工业与包装、印刷、物流、居民生活等诸多领域有着密切的关系。
随着中国经济快速融入世界,以及国内消费水平的不断提高,包装用纸、印刷用纸等纸产品销量随之激增。
文章简述了抄纸过程中的起泡物质、起泡方法、起泡环境、起泡原理等,并简单介绍了抄纸消泡剂的种类、消泡机理、消泡剂的评价方法等,以方便读者了解抄纸。
关键词:造纸;抄纸工段;消泡剂一、抄纸工段起泡原理及危害抄纸的过程实际上是纸张成型的过程,在这个过程中要用到很多助剂,包括施胶剂、助留助滤剂、干强剂、湿强剂、柔软剂、脱墨剂、填料等,还有从制浆工序中挟带的天然木质素、脂肪酸、树脂质酸等。
在抄纸白水循环系统中,经过冲击、搅拌等,空气混入白水中形成泡沫。
纤维组分及微细固体组分会妨碍脱泡,而浆料中含有非常细微的纤维和颜料填料等,这些固体物质为气泡的吸附提供了载体。
根据纤维的不同,有的吸附在纤维的表面,有的渗透到纤维的内部,同时细小的颜料和填料易附聚在气泡的表面,增强了泡沫的强度,当然也有些气泡不均匀地分散在浆料中。
当浆料中的气泡含量很多时,气泡很容易合并,小的合并成大的,大气泡由于密度很小很容易浮于液面上,即为我们平常看到的液面泡沫。
比起浆料中的纤维上吸附的细微泡沫,液面泡沫是较大的。
液面泡沫还可能使浆料清洗不干净、纤维润胀不完全、浆泵的空气泄漏、流浆箱浓度波动、纸料流送不稳定、网部脱水困难、形成腐浆等,影响纸的质量和纸机抄造、纸板层间结合等,使大量空气混入水中。
水中的气泡会引起纸张定量变动,疏水性物质在气液表面(如流浆箱)的聚集,引起断头和纸病,降低生产效率。
二、抄纸消泡剂的种类及消泡原理抄纸消泡剂主要分为高碳醇类消泡剂和聚醚类消泡剂两大类。
其中高碳醇类消泡剂又称脱气剂,它能将吸附在纤维表面的细小泡沫脱除来达到消泡作用。
丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的消泡功能
丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的消泡功能丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚是一种常用的消泡剂,在很多工业应用中起到重要的作用。
它具有很好的消泡功能,能够有效地控制液体中的气泡,并提高生产效率,保证产品质量。
以下将详细介绍丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的消泡功能及其应用领域。
首先,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚具有出色的消泡功能。
消泡剂的主要作用是改善液体表面张力,抑制气泡的形成和扩散。
丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构中含有氧化亲水基团和疏水基团,它能够在液体表面形成一层薄而均匀的膜,有效地破坏气泡的稳定性,使气泡迅速破裂和消散。
它还能够通过降低液体的表面张力来抑制气泡的生成。
这些特性使得丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚成为一种优秀的消泡剂。
其次,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的消泡功能在许多领域得到广泛应用。
它常用于各种工业生产过程中,如化工、冶金、石油、食品等行业。
在化工领域,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚被广泛应用于化工合成反应、液体分离、溶剂提取等工艺中,有效地控制气泡产生和扩散,提高反应效率和产品纯度。
在冶金工业中,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚可用于去除石油剂、铜精矿等液体中的气泡,提高金属的纯度和产品的质量。
在石油行业中,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚可用于石油加工过程中的消泡和防止结垢。
在食品工业中,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚可用于饮料、啤酒、果汁等液体中的消泡,改善产品的口感和质量。
除了上述应用领域,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的消泡功能还被广泛用于其他领域。
在纺织工业中,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚可用于染料、助染剂等液体中的消泡,提高染色的均匀性和染色效果。
在造纸工业中,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚可用于纸浆制备中的消泡,避免纸浆在高浓度下产生气泡和泡沫。
在化妆品工业中,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚可用于乳液、洗发水等产品中的消泡,改善产品的使用体验。
总结起来,丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚是一种具有出色消泡功能的化学物质,在许多工业应用中发挥着重要作用。
cmc消泡沫机制 -回复
cmc消泡沫机制-回复“CMC消泡沫机制”是一种有效的消泡剂,常用于各种领域的工业应用中。
CMC,即羧甲基纤维素钠,具有良好的分散性和稳定性,可以有效地抑制泡沫的生成和扩展。
本文将从CMC的结构和性质、消泡机理、工业应用等方面,一步一步详细地回答关于CMC消泡沫机制的问题。
第一部分:CMC的结构和性质首先,我们需要了解CMC的结构和基本性质。
CMC是一种聚合物,由羧甲基纤维素的部分羟乙基纤维素通过碱催化剂反应得到。
其分子结构中含有羧基和羟基,这使得CMC在水中具有良好的溶解性和稳定性。
此外,CMC还具有一定的亲水性和吸水性,使其能够快速吸湿,并与水形成胶体,从而起到消泡作用。
第二部分:CMC的消泡机理接下来,我们将深入探讨CMC消泡的机理。
CMC有效消泡主要归功于其分子结构中的羧基和羟基。
当CMC与泡沫接触时,其羧基和羟基会通过氢键和泡沫表面上的水分子相互作用。
这种相互作用是一种物理吸附现象,使得CMC与泡沫表面形成一层覆盖膜。
这层膜可以有效地阻止气体在液体表面的聚集和扩散,从而抑制泡沫的生成和稳定。
CMC与泡沫的相互作用还涉及到表面张力的改变。
表面张力是液体分子间相互作用力引起的现象,其中包括液体表面上的分子与周围分子以及气体分子之间的相互作用。
CMC的存在可以部分破坏液体表面的分子间相互作用力,从而改变表面张力。
这使得泡沫的表面张力降低,进一步促使气泡破裂和泡沫的消散。
此外,CMC还具有良好的分散性和吸附性。
其分子结构中的羧基和羟基可以与泡沫中的微小颗粒和有机物质形成胶体颗粒,并将其稳定地分散在液体中。
这有助于提高泡沫的稳定性,抑制其扩展。
第三部分:CMC的工业应用最后,我们将介绍CMC在各种工业领域的应用。
CMC作为一种优秀的消泡剂,广泛应用于食品、纺织、造纸、石化、医药等行业。
在食品工业中,CMC常用于酒类、饮料、牛奶制品等液体食品的生产过程中,以控制泡沫的生成和稳定。
CMC可以有效降低果汁、奶油等液体中的泡沫,使其更容易被包装和运输。
造纸系统泡沫
造纸湿部消泡剂基础知识泡沫的成因泡沫是一种有大量汽泡分散在液体中的分散体系,其分散相为气体,连续相为液体当体系中含有表面活性剂时,在气泡表面吸附着定向排列的一层表面活性剂分子,当其达到一定浓度时,气泡壁就形成了一层坚固的薄膜。
表面活性剂吸附在气液界面上,造成液面表面张力下降,从而增加了气液接触面,这样气泡就不易合并。
气泡的相对密度比溶液小得多,当上升的气泡透过液面时,把液面上的一层表面活性剂分子吸附上去。
因此,暴露在空气中的吸附有表面活性剂的气泡膜同溶液里的气泡膜不一样,它包有两层表面活性剂分子,形成双分子膜,被吸附的表面活性剂对液膜具有保护作用。
泡沫产生的直接原因,是表面活性剂的存在,使溶液的表面张力降低。
注:消泡剂本身也是一种表面活性剂。
不同的泡沫体系表现出不同的稳定性能,主要与以下几种因素有关:气泡溶液的表面张力、泡沫的表面粘度、溶液的粘度、表面张力的自我修复作用、液膜的表面双层斥力、表面活性剂的疏水端结构和空间位阻效应。
一般而言,纯水和纯表面活性剂不起泡,这是因为它们的表面和内部是均匀的,很难形成弹性薄膜,即使形成亦不稳定,会瞬间消失。
但当溶液中有表面活性剂的存在,气泡形成后,由于分子间力的作用,其分子中的亲水基和疏水基被气泡壁吸附,形成规则排列,其亲水基朝向水相,疏水基朝向气泡内,从而在气泡界面上形成弹性膜,其稳定性很强,常态下不易破裂。
泡沫的稳定性与表面粘性和弹性、电斥性、表面膜的移动、温度、蒸发等因素有关表面张力凡作用于液体表面,使液体表面积缩小的力,称为液体表面张力。
它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。
就象你要把弹簧拉开些,弹簧反而表现具有收缩的趋势。
正是因为这种张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。
影响液体的表面张力的因素:内因:无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多;水的表面张力72.8mN/m(20℃);有机液体的表面张力都小于水;含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大;含F、Si的液体表面张力最小;分子量大表面张力的;水溶液:如果含有无机盐,表面张力比水大;含有有机物,表面张力比水小。
造纸消泡剂使用影响因素
造纸消泡剂使用影响因素造纸生产过程很容易产生大量的泡沫,这主要是因为造纸浆料富含多种成分,另外搅拌等工艺也会造成起泡现象,遇到造纸泡沫可以添加造纸消泡剂来解决泡沫问题。
其根据造纸生产环境设计的造纸消泡剂不仅消泡快速,且稳定性好,耐高温、酸碱等,应用效果很好。
【一】造纸生产中产生泡沫的原因1、造纸浆料泡沫造纸浆料富含多种成分,导致泡沫容易产生。
浆料是多种物质的混和体,在浆料的贮存和流送过程中,由于搅拌、湍流、振荡、喷射等操作形式的存在,所以大量的空气被带入浆料中。
进入浆料中的空气被周围的浆料包围形成气泡2、造纸生产机内施胶部位泡沫胶料回流过程产生的泡沫,消除胶料回流过程和空气接触形成的泡沫。
如果泡沫过多,胶料小罐液位失真,泵送胶料含有大量空气,浸入式施胶机工作夹区造成漏涂,膜转移施胶机压力不稳,严重时造成滚面干磨。
此时添加的消泡剂要求消除泡沫的同时必须要脱出体系的空气,同时不能在纸面上有残留,影响外观。
3、造纸涂布泡沫在涂布是要保证涂料本身不能含气泡,为此,涂料在配制过程中将消泡剂加入,要保证涂料在上机时不含任何气泡和空气。
保证涂布纸面的光洁平滑。
如果消泡剂本身不稳定析出会造成油点和孔缩,如果消泡剂性能差,会造成漏涂。
【二】造纸生产泡沫消除方案造纸生产过程很容易出现起泡的现象,消泡剂是造纸生产过程中常用的助剂之一。
造纸消泡剂常用应用于洗浆工段,抄纸白水循环处,纸页成形,机内施胶工段,涂布机涂料及污水处理阶段。
不同阶段起泡环境不同,对消泡剂的性能要求也不尽相同。
针对造纸生产容易出现泡沫的特点,针对性开发设计的造纸消泡剂具有一下等优势:1、消泡快速,针对设计,根据客户需求提供消泡方案,消泡针对性强、速度快;2、抑泡性强,可以长时间抑制体系,防止再次生产泡沫;3、稳定性好,可以耐高温、强酸、强碱等环境,消泡比较稳定。
造纸工业用消泡剂的制备及影响因素
造纸工业用消泡剂的制备及影响因素
李世彤1 周国伟1,2韩金梅1
・----155・———
表4不同乳化剂配伍对消泡剂性能的影响
注:硬脂酰胺为lOg,二甘醇单油酸脂为159,石蜡359,改变乳化剂的配伍。 3.4.2乳化时间 乳化反应的时间,即从第一次加入乳化水开始到温度降到室温,时间过长,会使乳液中的颗粒 相互接触的机会增多,形成大的颗粒,使乳液粘稠。反应时间过短,则乳化剂没有反应完全,乳化 效果不好。本品乳化时间一般控制在40mirl。 3.4.3乳化温度 乳化温度的控制也是影响消泡剂性能的因素之一。温度升高,分子动能增加,亲水性基团水 化程度减小,易转化为W/O型乳化液。当温度降低时,易形成O/W型乳状液。在一定条件体系 中,此转化温度就是该体系中乳化剂的亲水亲油性达到平衡的温度,称为相转化温度(Prr)。本实 验采用的乳化温度控制在90℃,温度过高,乳化剂的分子运动加剧,降低乳化剂分子在油水界面的
越,市场前景广阔。
关键词:复配消泡剂泡沫造纸
The Preparation and Affecting Factors of High
Efficient
Defoamer in Paper——marking Industry
U Shi—ton91
(1 Shandong ZHOU Guo—weil”HAN Jin—meil En舀neeriJlg,2 College
1.2.1乙撑双硬脂酰胺的制备 将硬脂酸加入带回流冷凝器、搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,在氮气保护下升 温至90℃,逐滴加入乙二胺,全部加入后100℃保温20 mill,同时用分水器将反应生成的水不断分
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$" 消泡剂
— 19 —
2004 年 第 l 期
《黑 龙 江 造 纸》
消泡剂又称防沫剂,用以消除和抑制工业生产中 产生的有害泡沫。其消泡方法主要有物理、机械、化学 三种。通常指的是化学法,即将某些化学试剂,加到起 泡液中,消除或抑制泡沫的生成。工业上常用的消泡 剂一般可分为有机消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚型消 泡剂等三类。其中有机硅消泡剂因具有消泡力强、使 用浓度低且对人类和环境基本无毒的特点,越来越受 到人们的欢迎。 3. l 有机消泡剂
有机消泡剂是指以脂肪酰胺、磷酸脂、醇、醚等有 机化合物 为 主 的 一 类 消 泡 剂。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ如 脂 肪 酸 及 其 甘 油 酯 类,碳数高些的乙基已醇和带二异丁基的中碳醇,还有 表面活性剂失水梨醇脂肪酸酯等。
有机消泡剂适合在液体剪切力较小,所含表面活 性剂发泡能力较温和的条件下使用。但对致密型泡沫 的消除能力较差,市场份额已不断萎缩,因此在应用上 有局限性。有些特殊的行业,如强酸、强碱等,就需要 象聚四氟乙烯这类耐酸碱的有机消泡剂。 3. 2 有机硅消泡剂
另外,因消泡剂液滴是在泡沫壁上起作用而破坏 泡沫的,所以如果消泡剂具有较低的水溶性就能在液 体 - 空气交界面停留较长时间,维持较长时间的消泡 活性。
综上所述,一种理想的消泡剂应具有的特性是:表 面张力比发泡介质低;水溶性低,且对乳化和化学分解 作用有抗拒性;扩散速率高;分子间聚合力小,不会提 高系统的表面黏度;对人和环境基本无毒;不会显著增 加废液的 BOD,COD 和 TOD。
!" 发泡原因
当含有表面活性剂的液体或黏度较大的液体受到 搅动时,常常会产生大量不易消失的泡沫。这些泡沫 较为稳定不易消失的原因如下: 1. 1 膜弹性
液膜在一般的稀化过程中抗拒局部稀薄化的能力 为膜弹性。当液膜有一稀薄点时,此点即是可能破裂 的部位。但当这一点再进一步被拉伸时,则在此部位 的表面活性剂分子会更加减少,而使其表面张力增大, 结果造成力的不平衡,牵拉周围的表面向稀薄点移动, 以平衡表面张力。表面层的移动会一起拉动下层的液 体,这样就防止了初期弱点的进一步稀薄,及进而引起 的泡沫破裂。这种作用也可称为“ 自我痊愈效应”。
从作用上来说,要操作简便,当然最好是将消泡剂 一次加入溶液中,就能在整个过程中控制泡沫。但有 时这样效果并不好。因为消泡剂必须是在液 - 空气交 界面处将泡沫稳定剂排开,才起到消泡作用。在此过 程中,有许多因素可将消泡剂从表面去掉,即随着时间 的增长会慢慢溶解或乳化进入液体中,失去消泡能力 ( 消泡剂溶解和乳化速度的快慢与下列因素有关:剪 切力、表面活性剂的种类和浓度、温度、p~ 值、溶剂种 类和含量以及可能存在的某些特殊物质等)。所以使 用消泡剂最安全最有效的方法是在生产过程中以连续 或半连续的方式添加低浓度的稀乳液,这样,既可防止 发泡又可防止有机硅产生的油污问题,若必须在操作 开始就加入足够的有机硅消泡剂那就要避免过量。
硅油型消泡剂具有较高的消泡效能,由于其乳化 问题复杂,若乳化不完全,使用时破乳将严重影响应用 效果。它对油溶性溶液的消泡是令人满意的,改性硅 油消泡剂在水体系中消泡很好。
在实际应用中人们发现,当乳化剂中有机硅颗粒 直径小于 2!m 时消泡能力很弱。这是因为消泡剂液 滴太小,很容易被乳化或扩散进入主体液中而无法在 液 - 空气交界面上排列起消泡作用。相反,当颗粒直 径大于 50!m 时,除非乳剂浓得能滞缓分层,否则贮存 稳定性很差。另外,颗粒过大,在稀释进入发泡系统时 有机硅还可能“ 油析”出来而降低消泡能力,并会产生 油污。颗粒大小可通过选用适当的表面活性剂及乳化 设备来控制。
造纸工业生产过程中的泡沫及消泡技术
造纸工业生产过程中的泡沫及消泡技术
张国运
( 陕西科技大学,陕西 咸阳 712081)
[ 摘 要] 探讨了工业生产过程中泡沫的发生原因、消泡机理,并介绍了有机、聚醚、有机硅三类消泡剂的 组成和性能特点。
[ 关键词] 泡沫;消泡剂;聚醚;有机硅
在制浆造纸工业( 简称造纸工业)中,泡沫处理是 生产中的棘手问题。从蒸球出料后的制浆单元操作一 直到涂布工序( 洗涤、滤浆、漂白、脱水、抄纸、施胶、涂 布等),均有不同 程 度 的 泡 沫 存 在。 泡 沫 是 一 种 有 大 量气泡分散在液体连续相中的分散体系,其分散相为 气体,给工业生产带来困难,如减少生产能力、浪费设 备容量、影响产品质量、影响生产的正常进行等。故在 生产过程中如何有效地控制泡沫,长期为研究者所重 视。本文简要讨论泡沫的形成原因,消除泡沫的机理 及常用的消泡剂。
!" 消泡剂的用量和用法
有机消泡剂的体积分数一般为 0. l X l0 - 3 ~ 4 X l0 -(3 按具有消泡活性的物质计)。
消泡活性物质分数为 l00% 的有机硅消泡剂较少 直接用于生产过程,这不仅因成本高,而且少量使用时 难奏效,用量多又会引起污染问题。所以常用的大都 是已配制成有机硅的质量分数为 l% ~ 2% 的消泡乳 剂。其用量根据工艺条件而适当变化。如一般认为: 在印染厂开始染色时,质量分数为 5 X l0 - 5 ~ 3 X l0 - 4 的有机硅就足可控制住泡沫了。在废液或废物处理系 统中,只要 l X l0 - 6 ~ l0 X l0 - 6 就够了。
当然平衡表面张力时,也可能是主体液中的分子 移出来而不必由邻近的表面移动分子。但如果发生这 种情况的话,就不会有回复稀薄部位的活动,也无法防 止进一步的稀化,从而导致泡沫破裂。不过,大多数发 泡表面活性剂分子从主体到表面的移动速度相当慢, 所以自我痊愈效应是主要的。 1. 2 表面黏度
表面黏度是总体黏度的二因次形式,是由于液体 表面各相邻分子间相互作用产生的。如在典型的非离 子型表面活性剂溶液中,邻近表面活性剂分子的聚乙 二醇端可形成氢键,阻止或滞缓了泡沫壁的流失速度, 而使泡沫稳定。如果液体本身黏度高,泡沫壁的流失 速率缓慢,且比较稳定,而使泡沫稳定。 1. 3 电双层互斥作用
这二种机理的共同点为消泡剂必须先能扩散进入 泡沫之间,这种能力可用渗入系数 ! 来表示。当消泡剂 进入膜内后,散布的能力就决定于展开系数 "。E 和 S 可用消泡剂和发泡介质两者的表面张力及交界面张力 来表示:
! = #F - #FZ - #A " = #F - #FA - #A
式中 #F 和 #A 各为发泡介质及消泡剂的表面张力; #FA 为两者间界面张力。当然最好消泡剂的渗入系数 和展开系数都是正值,即具有较低的表面张力 #A 。不 过也可能 #FA 项值较大,这样 E 可能为正值,S 变成零 或负值。此时消泡剂进入泡沫壁但不展开,不过若形 成的混合膜缺乏内聚性,也会起消泡作用。相反如混 和膜与原泡沫膜的内聚性相似或更强的话,那就没有 消泡作用。E 和 S 都是负值时,消泡剂肯定无效。
Foams and Defoamal Technology in Pulp and Paper Industrial Producing Processes
ZHANG Guo-yun ( Shannxi Uniuersity of Science and Technology,Xianyang,7l208l China) Abstract:The mechanisms of foamy occurrence and defoaming in industriaI producing processes are disccussed,the components and performances of three types of defoamers such as organic,poIyethers and siIicones are presented as weII. Keywords:foam;defoamer;poIyether;siIicone
有机 硅 型 消 泡 剂 目 前 应 用 范 围 最 广,其 用 量 小 (l0 ~ l00!g / g)、消泡能力强、挥发性低、抗氧化性低、
无毒、无味、无副作用。按状态可分为油型、溶液型、乳 液型、改性油型及粉末型等,其中乳液型使用面最广、 用量最大,其活性成分主要是甲基硅油、二甲基硅油、 苯基硅油、疏水二氧化硅( 白炭黑)、聚硅氧烷聚醚( Si - O - C - )等。
有机硅消泡剂可由二甲基硅油和 SiO2 按一定比 例复合而成。这样制成的消泡剂具有不溶于水、难乳 化、表面黏度低、表面张力比一些表面活性剂要低及能 干扰泡沫膜的表面弹性等特性。特别对油溶性溶液的 消泡效果较好;改性复合有机硅消泡乳剂的扩散性、消 泡能力和作用性能更好。国内外目前大量使用的消泡 剂多属此类。
对非离子型表面活性剂,当泡沫壁的稀薄化进行 到一定程度时,表面活性剂聚乙二醇端的混合熵同时 会太大而无法互相渗透,防止了泡沫壁的进一步稀薄 化。当然这种效应只有当泡沫非常薄时才显得重要。 1. 5 气泡间气体扩散作用的降低
对于泡沫膜厚度超过 10nm 的来说,前二项是主 要的。
#" 消泡机理
一是通过消泡剂在泡沫中扩散,扩散时在泡沫壁 上形成双层膜,在此扩散过程中将具稳定作用的表面 活性剂排开,而降低泡沫局部表面的张力,破坏泡沫的 自愈效应,使泡沫破裂;二是消泡剂可能进入泡沫壁, 但只散布到很有限的程度,与发泡剂一起形成混和的 单层,若此种单层的内聚性不佳时,泡沫就会破裂。
对离子型表面活性剂来说,泡沫壁的稀薄化会持 续进行到内外壁上荷电基团变得充分靠近而引起电性
收稿日期:2003 - 06 - 11 作者简介:张国运先生,硕 士,现 在 陕 西 科 技 大 学 化 学 与 化 工 学 院 工作,研究方向:造纸、皮革等化工助剂的研究
互斥作用为止。这种互斥作用制止了泡沫壁的更进一 步稀薄化。当然这种效应只有对非常薄的泡沫才会显 得重要。 1. 4 熵性双层互斥作用
聚醚型消泡剂主要有以下几种:"直链聚醚,如聚 氧乙烯、聚氧丙烯等;#端基由醇、氨( 胺)、或酯化的 聚醚衍生物,此类消泡剂表面活性强,消泡能力高。分 子量是聚醚的重要特性之一,而聚醚的浊点则与分子 量和水溶液的 p~ 值有关。