消泡剂在纺织浆纱上的应用.doc

消泡剂在纺织浆纱上的应用在纺织行业的上浆过程中，如何消除泡沫一直以来是人们所比较关心的问题。怎样最大限度的消除泡沫，使上浆率和产品质量达到最好是人们追求的最终目标。1消泡剂1.1消泡剂的定义及组成所谓消泡剂是在发泡液里添加微量药品后，达到抑制泡沫产生的一类药品。通常它是一种液体状的药剂，也有固态的消泡剂。 消泡剂一般由三部分组成(1)活性物。包括脂肪酸胺、高分子量的聚醚、脂肪酸酯、有机磷酸酯、脂肪酸皂、聚硅氧烷、疏水二氧化硅、饱和的与不饱和的脂肪酸、高碳醇等。(2) 分散剂。包括疏水二氧化硅、脂肪酸酯、醇类、脂肪酸硫酸酯。(3) 载体。矿物油或动、植物油。1.2消泡剂的作用1.2.1破泡作用泡沫的表面排列着界面活性物的疏水基。消泡剂本身具有亲水和疏水二部分物性，添加消泡剂后，使原来一定形状均一的具有弹性的泡沫破坏，达到消泡的目的2。1.2.2抑泡作用消泡剂的消泡成分预先分散到发泡液里，可以使液体表面排列的界面活性物质混乱，而对液体中将要产生的泡膜有一定的抑止作用，使泡沫不再形成。但是，消泡剂的消泡效率是不固定的。同一品种用于不同起泡体系中，在不同的操作条件下消泡效率义往往不同。为了判断消泡剂的效率，需要仿照泡沫产生的具体情况来进行消泡的测定和评价。消除泡沫大致有两种方法即物理方法和化学方法。用改变温度、避免强沸、减小压力和降低搅拌速度等这些物理方法都能抑制泡沫的产生，这里重点讨论的是用消泡剂来消泡的化学方法。2实验方案设计2.1实验材料的选择本实验中所用浆料为PVA1788及变质面粉。 聚乙烯醇(PVA)是无色无臭的絮状固体。在PVA溶解于水的使用过程中会产生大量的泡沫，泡沫的形成不但给使用者增加了操作难度，也给使用带来很多的不良影响。必须寻找出经济可行的方法进行控制，即在PVA溶解于水的过程中设法破坏泡沫或防止泡沫的产生，就此问题我们进行试验研究3。 PVA1788在水中溶解时发泡，其原因为：聚乙烯醇(PVA)的分子中因含有大量的强亲水性羟基(-OH)，故极易溶于水；PVA作为一种粘性高分子聚合物，水中溶解时象一些线型高聚物一样存在着溶胀过程，需加外力搅拌来防止粘结成团和加速溶解，溶解过程因搅拌带入空气，具有表面活性的PVA分子被吸附在液/气界面上，并在界面两边形成单分子吸附膜，单分子膜与不溶于水的空气就构成了泡沫，因此在PVA溶解过程中会产生大量泡沫。面粉中有蛋白质，变质后煮浆时会产生泡沫，实验采用变质面粉作为试样是仿真纺织厂有时淀粉中蛋白质未去除干净的情况。2.2实验中所用消泡剂的种类及特点PVA水中溶解消泡选用消泡剂的要求 (1)消泡剂无毒无害，能溶于水或分散于水中，形成适度稳定的溶液或乳液(2)不与聚乙烯醇(PVA)发生化学反应，不影响PVA及其水溶液的化 学性质；(3) 消泡效率高，能快速消除泡沫，且在酸性或碱性系统中皆有效；(4) 消泡剂的化学稳定性好，消泡作用能持久；(5) 消泡剂能耐温，在PVA 水溶液使用范围内(0100)不失效；(6) 消泡能力强，消泡剂用量低，添加消泡剂的成本相对PVA等浆料的成本影响不大等等。2.2.1固体有机硅消泡剂 固体有机硅消泡剂通常由活性组分、载体和助剂三部分组成。活性组分是有机硅化合物如二甲基硅油、二甲基硅油-二氧化硅的分散体、聚醚改性的亲水型有机硅化合物以及有机硅乳液型消泡剂等。载体主要有碳酸钠、二氧化硅、氟石、聚乙烯醇、醋酸乙烯-丙烯酸共聚物、高分子量聚醚等。而助剂主要是起粘接、成膜、 包裹等作用，如淀粉、羧甲基纤维素、硅酸钠、脂肪醇、脂肪酸酯等。它有如下特点(1)固体有机硅消泡剂贮存稳定性好，贮存、运输 方便。(2) 不根据使用载体、助剂不同，固体有机硅消泡剂不仅用于水相，也可用于油相。一个好的固体有机硅消泡剂不仅要具有好的消泡、抑泡能力，同时应具 有好的介质分散性。(3) 固体有机硅消泡剂中所使用的载体、助剂不同，使用效果受介质、温度等因素的影响。2.2.2乳液酯有机硅消泡剂 由于油状有机硅消泡剂应用于水相，大多数受到分散性差等因素的影响，所以，寻求能改善这种局面的添加剂，使其形成乳液有机硅消泡剂。乳液有机硅消泡剂既 能应用于非水相，又能适用于水相，在此方面，国内有很多的相关报道。在系列化的甲基硅油水乳化硅油中，乳化硅油30230，30220，304，既 可用于非水相，又可用于水相，且具有润滑性好、对生物无毒害作用、不易挥发、不腐蚀金属、耐热、抗氧化等性能。2.2.3油状有机硅消泡剂 油状有机硅消泡剂可分为油型和油复合型。纯硅油对水溶液的泡沫无消泡作用，但在硅油中混入经疏水处理过的二氧化硅助剂，形成油复合型消泡剂，由于二氧化 硅表面烃基有利于硅油的分散，从而改善了硅油的消泡性能，并且降低了原料成本。油状有机硅消泡剂的分子量大小对其消泡效果有一定的影响。分子量小，易于分 散和溶解，但缺乏持久性相反，分子最大则消泡性能差，同时乳化困难，但溶解性差，持久性好。实验测定，在强碱性的三乙醇胺水溶液发泡体系中，甲基硅油先于聚二甲基硅氧烷而达到消泡效果。2.3测试方法本文所采用的方法为量筒法。量筒法将待测液注入具塞量筒，来回振动3分钟，然后静止5分钟，读出其泡高，将添加了消泡剂和未添加消泡剂的泡高进行对比，评价消泡剂的消泡的性能。此操作方法简便，容易掌握。2.4实验设计方案2.4.1试验仪器烧杯、杠杆天平、恒温浴锅、玻璃棒、250ml具塞量筒等。2.4.2试验试剂的配置 为更好达到起泡及消泡效果，配置浆液时其浓度不宜过高，否则浆液过于粘稠，泡沫不易消除，影响消泡效果，且会造成消泡剂的浪费，通过实验对比把用PVA1788配置的浆液的浓度定为5%，用变质面粉配置时其浓度为8%。在煮浆液时，煮的时间不宜过长，否则泡沫不易产生，不能更好的反应出消 泡剂的消泡效果。本实验中所用消泡剂为固体有机硅消泡剂、乳化有机硅、有机硅油和磷酸三丁酯四种。为更充分利用消泡剂的消泡性能，使消泡剂的利用率达到更高，因此把它们配成浓度为0.5%的溶液。2.4.3实验步骤及数据 将称好的PVA1788(回潮率为8%)10.87g及水配成溶度为5%的浆液放到浴锅中煮，并放入已配好的溶度为5%的消泡剂2ml。 当浆液煮好后，取其中50ml倒入具250ml塞量筒中，塞上塞子，握住量筒上下摇3分钟，再静止5分钟，读出其泡高。其中浆液分加消泡 剂和不加消泡剂的。实验结果见表1。2.5总结由以上的数据我们可以非常清楚的看出对PVA1788浆液的消泡性能固体有机硅磷酸三丁酯乳化有机硅有机硅油对变质面粉浆液的消泡性能：磷酸三丁酯固体有机硅=乳化有机硅有机硅油 在本次实验所用的消泡剂中对于PVA1788浆液消泡效果最好的是固体有机硅，而对变质面粉浆液消泡效果最好的是磷酸三丁酯。从总体来看，磷酸三丁 酯对于这两种浆液的平均消泡效果是最好的，换句话说磷酸三丁酯的消泡功能对于不同的浆料适应性要更强些，而且针对蛋白质形成的泡沫效果要好。而有机硅油相 对来说对于这两种浆液的消泡性能就要差一些。由于本次实验是模仿实际工厂中所使用的浆液来进行的，所得出的结果也与实际情况相对符合。目前工厂的大规模的 生产当中，PVA是使用较多的浆料，在用纯PVA浆料上浆是推荐使用固体有机硅作为首选消泡剂，若浆液中的蛋白质含量较高则推荐使用磷酸三丁酯。总 之，针对不同性质的泡沫选用不同