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造纸制浆消泡剂的应用

时间:2017-11-01      来源:鑫海达     浏览:

自进入80年代以来,世界经济飞速发展,人民生活水平不断提高,对各种产品的质量要求越来越高,纸张也不例外。但是许多因素还在制约着纸张质量的提高,其中造纸工业中遇到的泡沫问题就是其中一个重要因素。

消泡剂在造纸工业中的用量不大,但其作用却不容忽视。在整个制浆造纸工业过程中,从蒸煮放料后的一系列操作,如洗涤、筛选、漂白、浓缩、供浆系统、表面施胶、涂布、黑液回收等,均不同程度地受到泡沫的影响,泡沫干扰造纸正常生产,使纸张质量下降,严重时将使生产无法进行下去。

消泡剂做为造纸的过程助剂,其消泡机理实质就是表面活性剂破坏气泡的过程。消泡剂广泛应用于造纸洗浆工段,抄纸白水循环处,纸页成形,机内施胶工段,涂布机涂料及污水处理工段。

消泡剂产品选择很重要,造纸各工段由于介质、工艺和起泡机理的差异,对于消泡剂也有不同的要求。选择合适的产品,会起到事半功倍的效果。

造纸消泡剂主要分为以下几种类型:

一是煤油类的,二是油酯类的,三是脂肪醇的,四是聚醚类的,五是有机硅类的。

造纸早期多用煤油,但煤油类消泡剂,仅能消除水面泡沫,脱除浆料中气体能力差,而且还会影响施胶,使成品纸上带有煤油气味,只能用于瓦楞纸等低档纸,目前已被逐步淘汰。

油酯类的消泡剂同样只能消除表面泡沫,脱气效果差,影响施胶,价格较高;

目前有机硅类的消泡剂有很好的消泡作用,但是不好的产品会影响产品质量。

聚醚类消泡剂容易受到温度的影响,并且价格较高。

脂肪醇类的消泡剂最突出的优点是能迅速的脱除浆料中的气体和消除水面泡沫,对施胶的影响最小,而且使用成本较低,是当今抄纸消泡剂的发展方向。

国产消泡剂主要以烃类、油脂类和有机硅为主。目前,在制浆工序和抄纸工序用的消泡剂的活性成分主要是脂肪酸及其衍生物、聚醚、有机硅等。消泡剂一般不是单一的活性成分,而是多种活性成分的复配,以取长补短,得到好的功效。

本文简单提些看法,希望给客户在造纸制浆消泡剂的选择和使用中提供一些参考。

消泡剂在洗浆过程中使用

洗浆过程主要是消除黑液的泡沫,同时降低浆料中空气含量,提高洗净效果,增加在网笼的挂浆厚度从而提高生产效率。逆流洗涤过程中由于喷淋和网笼的旋转会带进系统大量的泡沫,如果泡沫不加以控制,会造成洗浆机液位虚高,导致分配阀无法匹配各个区间分布,严重导致真空度下降影响生产。同时大量的空气在纤维表面无法脱出,阻碍洗涤水渗透,浆料洗净度增加导致后续漂白工艺波动,直接增加漂白助剂用量。浆料内部布满空气,影响洗浆机真空度,挂浆量减少导致产量下降,网笼转速进一步提高,加剧空气进入系统。因此选择质量优越的消泡剂至关重要。

黑液的起泡原因是在蒸煮溶解的有机物木素,特别松木蒸煮后由于松节油皂化物含量多起泡尤其强。黑液含有高浓度的脂肪酸皂、树脂酸皂等起泡和稳泡物质,黑液浓度高,温度高,碱度高,因此要求需要添加耐碱、耐高温,并且具有很好的稳定性的消泡剂,有机硅类的消泡剂有很好的消泡作用,但是不好的产品存在硅脂析出,造成胶粘物障碍,严重的会造成滤网堵塞,影响浆料品质。国外在高分子聚合物消泡剂的应用持续高效,不产生硅脂。具有用量少,效果好,副作用小的特点,但由于价格因素在国内较少应用。 

在抄纸白水系统使用的消泡剂

此处用消泡剂主要是消除网部脱水过程中由于冲击剪切带来的泡沫,同时脱出纤维表面空气。白水系统泡沫多,直接提高白水系统的空气含量,对于设备,造成输送泵叶轮的气蚀,同时真空设备运转负荷(直接影响水线位置,水印辊甩水);对于工艺,直接影响功能助剂和纤维的结合,降低留着率;对于成品,成纸出现泡泡纱,严重的成纸有孔洞;对生产更会造成局部定量不稳,导致断头。

白水系统的泡沫主要是高速冲击带进空气形成,同时化工辅料如干强剂松香湿强剂也会增加体系的起泡能力。消泡剂必须能够快速消除白水的泡沫,如果消泡效果差,大量的化工辅料和杂质通过泡沫的浮选作用飘到水面聚集,影响发挥作用。同时要有很好的抑泡作用,最大限度减少泡沫产生,降低白水空气含量,稳定白水塔液位。

高碳醇乳液的消泡剂价格低廉且具有通用性,在白水系统得到广泛的应用。对于有特殊要求的纸种和特殊的体系,聚醚类的消泡剂也能起到很好的效果,但由于其价格高昂,影响其广泛的使用。目前,消泡剂在白水中对于施胶剂的中和作用引起业内的重视,兼顾消泡抑泡的同时最大限度减少对于施胶剂的影响是目前在业内前沿的关注重点。

在机内施胶部位使用消泡剂

此处用消泡剂主要消除胶料回流过程产生的泡沫,消除胶料回流过程和空气接触形成的泡沫。如果泡沫过多,胶料小罐液位失真,泵送胶料含有大量空气,浸入式施胶机工作夹区造成漏涂,膜转移施胶机压力不稳,严重时造成滚面干磨。淀粉胶料粘度一般在200~600之间,固含量3~12之间,温度60度以上,粘度越高泡沫越多,改性淀粉起泡性强于原淀粉。消泡剂要求消除泡沫的同时必须要脱出体系的空气,同时不能在纸面上有残留,影响外观。

矿物油类的消泡剂相容性分散性较好,目前应用最为广泛。在对纸面外观不要求的纸种(瓦楞)有机硅类的也有使用。做表面施胶的作用是为了提高纸张抗水性,因此如何减少消泡剂对于抗水性的影响是消泡剂研究者的努力方向。

用于涂布机涂料的消泡剂

涂布纸用消泡剂是指在涂布纸用涂料的配制过程中加入的消泡剂。由于涂料中含有碱、颜料等起泡物质的存在,配制涂料需要机械搅拌和研磨等过程,这些过程都会将空气引入涂料中而产生泡沫,涂料的粘度大,泡沫很稳定,产生后很难排除,涂布到纸张后在纸张上就在纸张上产生白点,使纸张质量下降,因此要保证涂料本身不能含气泡所以在涂布纸用涂料的配制过程中必须加入适量的消泡剂。保证涂料在上机时不含任何气泡和空气。保证涂布纸面的光洁平滑。

另一方面,涂布纸用消泡剂与制浆用消泡剂不同。制浆用消泡剂在洗涤工段时将被冲洗掉,一般很少留在成品纸中;而涂布纸用消泡剂将随着涂料涂到纸张上,留在纸张中,对纸张的质量影响很大。所以对涂布纸用消泡剂的要求除了具有消泡抑泡功能外,还必须具备下列要求:对涂料的粘结性、分散性和印刷适应性无任何副作用,如果能提高纸张的光泽度、拉毛速度和润滑性能那就更好。

目前,涂布纸用消泡剂的活性成分大多采用聚醚,因为聚醚不仅具有很强的消泡抑泡功能,同时具有上光、润滑多种功能,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。在实际涂布纸消泡剂中,聚醚一般与其他消泡剂如脂肪酸衍生物、有机硅等复配成功能更强大的复合消泡剂使用。

造纸用消泡剂的展望

消泡剂在造纸工业中的用量虽然不大,但是消泡剂对造纸工业的贡献也是有目共睹的。随着对纸张质量要求的不断提高,对消泡剂的要求也不断提高,消泡剂将朝着哪个方向发展,值得引起消泡剂制作者和造纸工业者的关注。

1、消泡剂将朝着高效、持久、性能复合化的方向发展     

可作为消泡剂使用的物质很多,仅有机硅消泡剂就有几十种,聚醚随着聚合度的不同性能也各异。任何消泡剂都不可能是完美无缺的,总是存在这方面或那方面的不足。总的来说,各种消泡剂都有各自的优缺点。为了能扬长避短,充分发挥各种消泡剂的优势,必须采用复配技术。目前对消泡剂的复配技术进行过一些研究,取得了一些进展。将来应当在消泡剂复配性能研究加大投入,高效、持久的复配型消泡剂肯定是将来消泡剂的主题。

2、 环保型的消泡剂也是将来的热点

油基型的消泡剂浪费溶剂,成本比水基型的高,且溶剂本身就对环境有影响,水基型消泡剂相对就环保得多,所以水基型的消泡剂也是消泡剂的发展方向之一。但是,目前水基型的消泡剂的使用效果往往不如油基型消泡剂,这方面有待于进一步提高。

自贡鑫海达化工有限公司生产的有造纸消泡剂具有很好的破泡、抑泡能力。分散性好,作用持久,用少量,对环境无污染,应用于纺织印染、造纸、水处理等各行业。

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