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造纸术是我国古代四大发明之一，随着现代造纸技术的不断进步，各种纸的产量和质量都有很大提高。但是由于造纸业的发展，也造成了严重的水体污染。据统计资料显示，目前我国有大中小型造纸厂1 0000余家，年排放废水量高达40多亿m3，占全国废水总排放量的十分之一，纸厂废水污染江河湖泊水体的问题不容忽视。
造纸工业泡沫问题由来已久，特别是在纸浆生产及造纸废水的处理中，泡沫问题尤为突出。造纸制浆原料含有树脂酸，在碱法制浆工艺中树脂酸被皂化，被皂化的树脂酸进入生物处理装置，当通入压缩空气后，会形成大量的到处飘飞的黄色泡沫。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。由此可见，造纸废水中的泡沫不但影响污水处理设施的运行，而且还会直接影响到水体的环境。因此，对造纸废水泡沫的处理就变得十分重要，有机硅消泡剂作为一种高效消泡剂，有着其他非硅系消泡剂的优点和特点。
消泡剂的消泡原理是当消泡剂加入到起泡液后，消泡剂的分子团与泡沫液膜接触，然后渗入到液膜上，再在液膜上铺展开来，使液膜变薄或者断裂，从而导致泡沫的破灭。消泡剂要发挥作用首先必须渗入到泡膜双分子膜中，其渗入能力可用渗入系数E表示。消泡剂渗入后需要快速散布开，其散布能力可用散布系数S表示。按ROSS提出的公式：
E=γF + γDF –γD（1）
S=γF + γDF – γD （2）
式中：γF--泡沫介质的表面张力；γD--消泡剂的表面张力；γDF--泡沫介质和消泡剂之间的界面张力。
当E>0时，消泡剂渗入泡膜中；E<0时不能渗入。当S>0时，消泡剂能在液膜面扩展；S<0时，不能扩展。因此，当E>0，S>0时，消泡剂才能产生消泡作用。
消泡剂要获得良好的消泡效果必须在起泡液面上迅速铺展开来，消泡剂在液面铺展越快，则消泡能力越强。因此，用做消泡剂主体的物质必须具备以下的条件：(1)基本不溶子起泡液；(2)比起泡液体有更低的表面张力；(3)在起泡液中容易分散开来；(4)具有良好的化学惰性。
根据以上的原则，有机硅的特性很适宜用做消泡剂的主体成分，特别是二甲基硅油具有下列特点：
(1)在水和一般油中的溶解度低，具有较高的活性。化学结构上二甲基硅油具有特殊的结构，主链是—Si—O—Si--的无级结构，是非极性的分子，所以与水或含有极性原子团的物质不相溶，因而二甲基硅油在水和一般的油中溶解度很低，可以用较少量的二甲基硅油获得很高的活性。
(2)二甲基硅油的表面张力比水、表面活性剂及一般的起泡液的表面张力都低，易于在起泡液面铺展，消泡能力强。
(3)具有化学稳定性、生理惰性。二甲基硅油化学性质稳定，难于与其它物质发生化学反应，且其是生理惰性物质，可以说是没有毒性的，已经被证明是对人体安全的物质。
(4)硅油热稳定性好，长时间可耐热150℃，短时间300℃不分解。
(5)含有机硅的消泡剂消泡能力强，用量少，不影响产品的质量。
有机硅消泡剂按其产品的形态主要可分为油状型、硅油溶液型、乳液型及固体型四大类，其中乳液型硅油消泡剂的使用面最广，用量最多。
3．1油状有机硅消泡剂
二甲基硅油由于有着良好的化学惰性、热稳定性及低表面张力、不溶于水、易于在表面铺展等诸多优点而被用作消泡剂的主体成分，低粘度硅油消泡效果好，但持续性差；高粘度硅油消泡效果慢，但持续性好。一般规律是起泡液粘度越低，选用的硅油粘度应越高，反之，起泡液粘度越高，选用的硅油粘度越低。单纯的有机硅，如二甲基硅油，并没有消泡作用，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的破泡和抑泡作用，成为一种重要的消泡剂成分。通常在硅油中混入一定比例的经疏水处理过的二氧化硅助剂，形成油复合型消泡剂，二氧化硅作填料，因其表面有大量的羟基而有助于增强硅油在起泡体系中的分散能力，增加乳液的稳定性，明显改善消泡性能。
3.2溶液型有机硅消泡剂
溶液型有机硅消泡剂是硅油溶解在一些特定的溶剂中，从而使有机硅消泡剂颗粒变得微小，分散性能得到改善，能更好地散布在消泡对象中。所选择的溶剂必须既能溶解硅油，同时该溶剂也能很好地溶解于起泡介质中。可将有机硅溶解在多氯乙烷、甲苯、二甲苯等有机溶剂中，制成的硅油溶液适用于非水体系的消泡；也可以将硅油溶解在乙二醇、甘油、其它醇等有机溶剂中，制成适合水相体系的消泡溶液。硅油溶液消泡剂是借助溶剂携带硅油并分散在起泡液中，溶剂扩散，硅油凝聚成微滴，从而发挥消泡作用。
3．3乳液型有机硅消泡剂
有机硅乳液一般为乳白色有良好流动性的液体，有着较高的化学稳定性，较好耐热性能及生理惰性，可以有效地提高硅油在水相中的分散性能，既可应用于非水相，又可应用于水相，有着较广的使用范围。由于硅油比较难以乳化，如果乳化不完全，再使用时有破乳的情况出现时将会严重影响到其消泡性能。而乳液的稳定性是消泡剂好坏的重要指标，所以乳化剂的选择是关键。乳化剂属于表面活性剂，能在硅油和水两相界面上形成定向的单分子层，使表面张力降低，还能形成结实的复合膜，从而能使乳液体系获得稳定的效果。同时，在消泡剂加入二氧化硅气溶胶，可以增强其消泡能力。
二氧化硅气溶胶的作用机理：
(1)Si02气溶胶提供了水进入硅油液滴内部的极性界面，因而，有助于硅油的分散，同时又阻碍了硅油小液滴合并的作用；
(2)疏水Si02气溶胶本身就是一种消泡剂，所以，添加疏水Si02
气溶胶，实际上是硅油微滴和SiO2气溶胶消泡剂的协同效应。
有机硅乳液的生产技术对乳化剂有一定的要求，要形成稳定的乳液，必须选择合适的乳化体系，乳化剂分子的亲水亲油平衡值要选择合适，此外被乳化物与乳化剂憎水基之间的亲和力，结构越近，则乳化效果更好。Span、Tween类乳化剂有着与硅油相似的化学结构，在硅油的乳化上有着广泛的应用。在选择乳化剂时，一般多选用几个HLB有一定差别的乳化剂进行复配，效果较采用单一的乳化剂好。要使乳液稳定，乳化剂的用量也要讲究，如果用量太多，虽然稳定性改善，但乳液会过于粘稠，消泡效果下降，若用量太少，则乳液不稳定，易分层。所以在配制消泡剂时，要兼顾到稳定性和活性两者的关系。
3．4固体型有机硅消泡剂
乳液型消泡剂中乳化剂的存在使得当消泡成分消失后乳化剂反而起到了助泡作用，因而乳化剂的含量是乳液型消泡剂需要考虑的问题之一。固体消泡剂就是将消泡剂的有效成分附着固定在固体微粒的分散体系的表面，同时解决了消泡成分和乳化剂的问题。
固体有机硅消泡剂贮存稳定性好，便于运输，使用方便。通过改变其载体或助剂，既能用于水相，又能用于油相，且有较好的介质分散性。因此，固体有机硅消泡剂在很多行业都有着很好的应用前景。韩玉林等以有基硅油、聚醚油酸酯、自炭黑为主要消泡成分，以食盐和4A沸石为固体载体制备出了具有优良消、抑泡性能的固体消泡剂，该消泡剂除可以用于各型纸张生产外还可以用于发酵、涂料、污水处理等领域，具有低成本、没有三废污染、便于贮存等众多优点。
聚硅氧烷类消泡剂具有消泡速度快、低的表面张力、无生理毒性等特点，但是它抑泡能力差，难溶于水，在高温和强碱的环境下消泡效果表现不佳；而聚醚型消泡剂与水具有良好的亲和性，耐高温、耐强碱，但是它消泡、抑泡效果都不理想。聚醚改性有机硅消泡剂就是通过嵌段共聚或者接枝共聚在聚硅氧烷链段上引入聚醚链段，使聚硅氧烷增加亲水性，使其具有自乳性，同时，聚醚链段作为亲水基团的引入，也可降低聚硅氧烷在油体系中的亲和性和溶解性，这种聚醚改性硅油类共聚物兼有原两类消泡剂的优点，表面张力比纯聚醚型的低，而且比纯硅氧烷的水分散性能好，由于发挥出了两种组分的协同性能，使得其消泡和抑泡性能都更为出色。聚醚改性硅油具有很强的乳化能力，能乳化硅油和自乳化，使整个乳化体系非常稳定；由于兼具有聚硅氧烷的低表面张力和聚醚的易分散性的特点，使消泡剂易于分散铺展；高于浊点温度时具有消泡性，低于浊点温度则分散在起泡液中，使消泡持。
有机硅消泡剂既具有消泡速度快，抑泡效果好的特点，同时，其使用剂量低，化学惰性好，无毒，能在苛刻的条件下发挥作用。但有机硅消泡剂的价格较非硅系消泡剂的要高，这是制约其应用的重要因素之一。随着硅油合成原料的价格的逐年下降以及合成工艺的优化，有机硅消泡剂在造纸废水泡沫的处理上将有着更为广阔的应用前景，获得更好的环境效益。
同时，随着新组分的不断发现，对复配消泡剂的反应机理及各组分的协同效应研究的不断深入，那些结构组分单一，经济和环境效益差的消泡剂将会逐渐被多功能、高效的复配消泡剂所取代。水溶性有机硅消泡剂能迅速溶于水中，它可单独使用，也可与其它处理剂配合使用，稳定性好，不发生破乳漂油现象，也无沉淀物产生，同样对非水体系也有效，水溶性有机硅消泡剂是有机硅中最为理想的新品种，是未来消泡剂的发展方向，但是价格偏高，如何通过新技术、新工艺提高性价比还有待进一步研究。
