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紙漿中的泡沫是令人傷腦筋的東西,它阻礙著工藝條件的執行和設備的正常操作,可能成為制漿造紙和廢水處理中的一個嚴重問題。隨著我國造紙工業的發展,除氣消泡已成為生產中的一個重要的研究課題。
泡沫對于紙漿工程來說,它的產生和存在會嚴重地影響漿料的洗滌、篩選、漂白、打漿的正常操作,阻礙著這些工序設備效能的正常發揮。
泡沫對于造紙工程影響更大。紙料中存在有泡沫,會使流漿箱的濃度波動,使紙料流動狀態不穩定,它能封閉濕紙表面上的微孔,造成網部脫水困難,使纖維和未分散的填料在網部凝聚,影響紙幅的勻度。在廢水處理過程中,泡沫使廢液處理效率下降,并使廢水流失、飛濺,污染環境。
消除造紙工業中的泡沫有兩種方法,一種是利用化學消除法,另一種是機械消泡法。
隨著我國造紙工業的發展,我國造紙工業的化學消泡劑近年來也得到相應的發展。溶劑型消泡劑是早期用于造紙工業的化學消泡劑,隨著造紙工業的發展,出現油型除氣消泡劑。近年來又開發出乳液型除氣消泡劑,它比前兩者具有更優越的除氣消泡性能。
溶劑型消泡劑
溶劑型消泡劑不能均勻地分散在水中,因而對于分散在水中空氣的消除是無效的,故只能消泡,不能除氣。
油型除氣消泡劑
造紙工業用得較為廣泛的是油型除氣消泡劑。它是由脂肪酸、環氧丙烷、環氧乙烯等聚合而成的一種非離子型表面活性劑。用于燒堿法芒桿漿能很好地消除洗滌、打漿、篩選濃縮時產生的大量泡沫,改善了洗凈度。
油型除氣消泡劑是一種表面性物質,它有除氣和控制泡沫的性能,使用時調制也較方便,但是由于這種消泡劑具有較大的疏水性,故有可能在紙面上形成油污點,有的還稍微影響施膠效果,因此,近年來又開發了乳液型除氣消泡劑。
乳液消泡劑
化學消泡劑的發展趨勢可以這樣概括,含有活性劑的如酰胺類消泡劑將會用得少一些,這是由于其存在著沉積和分散不良,使篩板縫堵塞或可能使紙面形成魚眼紙病等。面對石油價格的提高和污染問題的日益重視,油型除氣消泡劑的使用也會日趨減少,這必然導致大量地應用乳液型除氣消泡劑。這是國際上的發展趨勢。
除氣消泡劑的消泡機理
泡沫是氣相分散于液相中的分散體系。聯系到造紙過程,氣相就是游離的空氣和二氧化碳,液相就是水。
由于存在著一種表面活性劑物質而形成這些小泡沫就特別難于除去,它起到一種穩定劑的作用。
要消除或控制泡沫,可以采用下列方法中的一種或幾種:
(1)降低泡沫穩定劑的效能方面,可用化學反應或非極性溶劑方法。化學消泡劑能借化學反應形成不穩定泡沫產物,這種產物具有降低泡沫穩定劑的效力。或加入一種不溶于水的非極性溶劑,它將會散步在水面上,形成新的表面,從而導致泡沫的破裂。但這些溶劑僅對表面泡沫有效,對于已分散在水中的泡沫則無效。
(2)降低泡沫穩定性方面可以采用提高表面張力、降低表面粘度或減少氫鍵連結等方法。
化學消泡劑的種類很多,有的就具有以上的功能,只要合理地選擇就能降低泡沫的穩定性,就能達到消泡的目的。
(3)采用形成局部薄弱點,使泡沫破滅,如使用具有低表面張力點或用憎水固體消泡劑。
除此之外,還有置換泡沫形成體方面耦合表面活性劑或極性溶劑等等。