有机硅消泡剂在抄纸中的应用

?1、 泡及消泡

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，在气泡表面吸附着一层定向排列的表面活性剂分子，当其达到一定浓度时袁就在气泡壁形成一层薄膜，并使其表面张力下降从而增加了气液接触面，因此形成的气泡不易合并破裂，而暴露在空气中的气泡膜具有双分子膜结构。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。但在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。

消泡剂就是要破坏和抑制、气液间薄膜的形成，因此消泡剂必须在溶液表面易于铺展，易于进入泡沫的双分子定向膜，破坏膜的力学平衡而达到消泡目的。消泡的原理有多种，总体上对消泡剂的要求：一是较低的表面张力；二是有好的铺展系数。表面张力低到使泡不易形成和很好的铺展，使消泡速度快是理想消泡剂的特征。

相对于低碳醇类、矿物油类、聚醚类消泡剂而言，有机硅消泡剂具有高效、环保等多种优点，但由于传统观念的影响，大家对有机硅消泡剂并不抱好的印象。

一直以来人们对有机硅消泡剂的看法是消泡、抑泡性能良好,但价格高、不适应在抄纸过程中使用。其实，这仅仅指原来意义上的有机硅消泡剂，随着消泡剂和造纸技术的发展，一些具有亲水改性基团的有机硅消泡剂在这方面取得了突破。

原来意义上的有机硅消泡剂多是指主要结构为：

二甲基硅油与SiO2按一定比例复合再加乳化剂、分散剂或其他助剂配成的乳液。这类消泡剂的优点在于二甲基硅油的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，因此消泡、抑泡能力较强（二甲基硅油的表面张力为20mN/M,一般矿物油35mN/M，水为72mN/M）。但由于硅甲基的疏水性（用-Si-CH3处理的石材表面憎水角达108°, 比石蜡的憎水角还大）使得这类消泡剂存在一些为大家熟知的缺陷：其本身不溶于水，所以难乳化，加助剂乳化分散后稳定性差。在大量用水稀释而不搅拌的情况下，硅油可能“油析”出来，降低消泡性能。在抄纸利用氢键作用成纸的过程中，由于这类消泡剂本身的疏水性会形成“硅斑”、“鱼眼”等现象。

随着消泡剂的发展，国外、国内不少厂家都开始研制带亲水基团的硅油来制成新型高效有机硅消泡剂。这一类的消泡剂改善了硅油的亲水性，提高了铺展能力，使乳化性、产品稳定性都有很大改善，解决了在抄纸、水性涂料中的应用问题。

如湖北某公司在武汉大学张先亮教授的指导下成功研制出一种结构为：

(其中R与R'均为亲水基团)的有机硅抄纸消泡剂在国内某知名纸厂-抄（新闻纸）和三抄（文化纸）车间成功使用，效果很好且成本不高。下面是该消泡剂在-抄（155t/d）试用时的结果：

整个实验完成后,经过检验产品没有出现“鱼眼”和“硅斑”等纸病。当用量控制在18mL/m时，其消泡效果和经济效益明显，比该厂原来使用过的矿物油类消泡剂用量少、成本低。因此可知，有机硅消泡剂只要选择得当时可以在抄纸中使用而且可能效果较优。