有机硅消泡剂在造纸中的应用

近十几年来，有关有机硅的研究非常活跃，关于这方面的文献很多，产品种类也很多。有机硅的用途很广泛，用作消泡剂仅是其中应用之一，而用在造纸工业作消泡剂则是近几年的事情。无论是制浆、抄纸还是涂布阶段，消泡都是一道重要的工序。因此，寻找具有较好消泡效果的消泡剂一直为造纸工作者所关注。

有机硅消泡剂同其他消泡剂相比，主要有以下特征：

(1)在化学结构上同其他有机消泡剂不同，活性基团近似非极性，与水、含有烃基或极性基团的物质均不发生缔合作用；

(2)比其他有机消泡剂的消泡能力强，通常只需加入体系质量的1×10【-6次方】~75×10【-6次方】，即可取得良好的消泡效果；

(3)在化学性质上，对于一般的物质呈惰性，不会同起泡物质发生化学反应(因si—O和si—c键比较稳定，从而决定了有机硅较高化学稳定性，很难与其他物质发生反应，所以有机硅类消泡剂在含有少量的酸、碱、盐的体系中，不会影响其消泡性能；

(4)有机硅耐热性、耐高低温性能好。硅油黏度在200℃以上才逐渐上升，而其硅氧键却不分解；

(5)硅油的柔性、润滑性良好，因此，有机硅消泡剂有利于改善涂布纸的质量；

(6)有机硅无毒、无污染、具有生理惰性，是一种时髦的环境友好物质；

(7)有机硅耐候性、耐久性、耐老化性能突出，在任何环境条件下均能发挥其效能；

(8)有机硅材料强度低，这一点对消泡剂产品没有不利影响；

(9)有机硅产品价格昂贵，这是限制其发展的障碍，也是有机硅之所以不能像其他有机物那样广泛应用的重要原因。

3．1 有机硅消泡剂在制浆和抄纸工段的应用

在碱法制浆过程中，由于制浆原料中含有脂肪酸、树脂酸等天然物质，与加入的氢氧化钠、硫化钠等化学药剂反应生成含有皂化物、残碱和碱木素等起泡物质，再加上纤维素等高分子物质的稳泡作用，以及在浆料的流送和混合时带入浆料体系的空气，就形成了大量稳定的泡沫，给后续工序如洗涤、输送、漂白等带来很大困难，最终会影响浆料洗涤和漂白的质量。在抄纸过程中，由于从制浆工序中夹带了木素、脂肪酸、树脂酸皂、脱墨剂等天然及人工添加的起泡性表面活性剂、合成高分子等，妨碍了纤维组分及微细纤维间结合，对成纸质量产生严重影响，如施胶效果差、横幅定量均一性差、纸面出现斑点或透光点，甚至引起断纸等。

制浆和抄纸工段所用的传统消泡剂的活性成分主要是脂肪酸、聚醚及其衍生物等。虽然在消泡的效果上取得了较好的效果，但在抑泡方面却差强人意。张宝银等制备了聚醚／有机硅乳液复配型消泡剂，在聚二甲基硅氧烷分子链上接枝亲水性的聚醚分子链得到的产物，与传统消泡乳液相比，复配消泡剂与水介质的界面张力低，铺展系数高，其消泡能力提高近l倍

3．2有机硅类消泡剂在涂布中的应用

在涂布纸的加工过程中，由于颜料、碱等起泡物质的存在，以及涂料配制过程中的机械搅拌、研磨等，使贮料罐和涂布辊处产生泡沫，对涂布的正常操作及成纸质量造成影响。加入适量的消泡剂，可以消除泡沫的影响，使纸质均匀、纸面光滑、涂层均一等。另外，涂布用消泡剂与制浆用消泡剂不同的是：制浆用消泡剂在洗涤工段时被冲洗掉，一般很少留在成品纸中；而涂布用消泡剂将随着涂料涂到纸张上，留在纸张中，对成纸的质量影响很大。所以，对涂布用消泡剂的要求除了具有消泡、抑泡功能外，同时应有提高纸张的光泽度、表面强度和润滑等多种功能。

目前，国外涂布用消泡剂的活性成分在采用聚醚改性有机硅方面已趋于成熟。聚醚改性有机硅不仅具有很强的消泡、抑泡作用，同时具有上光、润滑等多种功能，而且乳化、分散、渗透性、热稳定性、化学稳定性都很好，无毒，非常适合作为涂料用消泡剂使用。

3．3有机硅类消泡剂在造纸废液处理工段的应用

在废液处理工段，有机硅类消泡剂同样有着广泛的应用。采用有机硅类消泡剂处理制浆造纸排出废液中的泡沫，可以提高碱回收率和废液处理效率，减少废液流失和环境污染。肖继波等以二甲基硅油和沉淀二氧化硅为主要成分，采用Span2 Tween乳化体系及普通搅拌装置对硅油进行乳化，合成稳定的乳液型有机硅消泡剂PGA，对废水处理工段气浮池内泡沫进行消泡试验，取得了较好的经济和环境效益。

有机硅消泡剂具有优良的综合性能，它可以应用于造纸工业的每个工序，只是成本偏高。而有机硅与脂肪酸酰胺、聚醚等其他具有消泡抑泡活性的表面活性剂复配成复合消泡剂，这样既可以提高有机硅消泡剂的抑泡能力，又能降低产品的成本。降低有机硅消泡剂的成本是其今后能否占有市场的关键。