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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。
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。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。
有机硅消泡剂按物理性状主要分四大类,即硅油型、硅油溶液型、硅油混合物型和硅油乳液型。造纸工业中应用的硅油消泡剂可以是硅油型的,亦可以为硅油乳液型的,目前主要是以硅油乳液型为主。将硅油乳化后,表面张力迅速降低,故易于吸附于泡沫液体表面,在液面上铺展,所形成表面膜的黏度小,强度较低,所以能造成泡沫上局部表面张力不平衡,使液膜减薄、,从而达到消泡的目的,同时也有抑泡的作用;另外,乳液型消泡剂对水的亲和力较大,适应的pH值范围较宽,对施胶无不良影响,不会在纸面产生污点。且使用很少量即能达到很强的破泡和抑泡作用,故成为一种重要的消泡剂成分。硅油型消泡剂一般具有较高的消泡效能,其使用时的关键在于硅油的乳化。如乳化不完全,使用时会破乳,影响其使用效果。常用的有机硅消泡剂都是以硅油作为基础组分,配以适宜的溶剂、乳化剂或无机填料配制成的。
消泡剂的作用原理
消泡剂的作用原理主要是降低液体的表面张力,即消泡剂能在泡沫的液体表面铺展,并置换膜层上的液体,使得液膜层厚度变薄至机械失稳点而达到消泡的目的。一般消泡剂在液体表面铺展得越快,液膜变薄得就越快,消泡作用就越强。能在表面铺展,起消泡作用的液体,其表面张力都较低,易于吸附于液体表面。此类物质主要是醚、,醇等表面活性剂。
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