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有机硅消泡剂与造纸废水总述

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有机硅消泡剂与造纸废水总述

发布日期:2019-03-18 作者:www.tjhg666.com 点击:

造纸工业泡沫问题由来以久,特别是在纸浆出产及造纸废 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 理设备,当通入压缩空气后,会构成许多的到处飘飞的黄色泡 沫。在废液处理过程中,泡沫使废液处理功率下降,并使废水流失、飞溅,污染环境。如污水处理采用活性污泥外表加速曝气工艺时,在外表曝气充氧过程中发生许多泡沫覆盖外表,不仅使充氧发作困难,影响微生物生长,下降生化处理功率,而 且泡沫横溢,使外表曝气无法进行。由此可见,造纸废水中的泡沫不光影响污水处理设备的运转,并且还会直接影响到水 体的环境。因而,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多功能消泡剂,有着其他非硅系消泡剂的优点和特色。


1消泡原理


多功能消泡剂的消泡原理是当消泡剂加入到起泡液后,消泡剂的 分子团与泡沫液膜触摸,然后进入到液膜上,再在液膜上铺展 开来,使液膜变薄或许断裂,然后导致泡沫的破灭。消泡剂要 发挥效果首先有必要进入到泡膜双分子膜中,其进入才干可用渗 入系数E表明。消泡剂进入后需求快速分布开,其分布才干可用分布系数S表明。按ROSS提出的公式:


E=γF+γDF-γD(1)


S=γF+γDF-γD(2)


式中:γF—泡沫介质的外表张力;γD—消泡剂的外表张力; γDF—泡沫介质和消泡剂之间的界面张力。


当E>0时,消泡剂进入泡膜中;E<0时不能进入。当S >0时,消泡剂能在液膜面扩展;S<0时,不能扩展。因而, 当E>0,S>0时,消泡剂才干发生消泡效果。


2消泡剂主体成分的挑选


消泡剂要取得杰出的消泡效果有必要在起泡液面上迅速铺展 开来,消泡剂在液面铺展越快,则消泡才干越强。因而,用做 消泡剂主体的物质有必要具有以下的条件:(1)基本不溶于起泡 液;(2)比起泡液体有更低的外表张力;(3)在起泡液中容易涣散 开来;(4)具有杰出的化学慵懒。


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色:


(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别的结构,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,能够用 较少数的二甲基硅油取得很高的活性。


(2)二甲基硅油的外表张力比水、外表活性剂及一般的起泡 液的外表张力都低,易于在起泡液面铺展,消泡才干强。


(3)具有化学安稳性、生理慵懒。二甲基硅油化学性质安稳, 难于与其它物质发作化学反响,且其是生理慵懒物质,能够说 是没有毒性的,已经被证明是对人体安全的物质。

(4)硅油热安稳性好,长期可耐热150℃,短时间300℃ 不分化。


(5)含有机硅的消泡剂消泡才干强,用量少(只需加入起泡液 的1~100 ppm),不影响产品的质量。


3有机硅消泡剂类型


有机硅消泡剂按其产品的形状首要可分为油状型、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运用面最广,用量最多。


3.1油状有机硅消泡剂


二甲基硅油因为有着杰出的化学慵懒、热安稳性及低外表 张力、不溶于水、易于在外表铺展等诸多长处而被用作消泡剂 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,并没有消泡效果,但 将其乳化后,外表张力迅速下降,运用很少数即能达到很强的 破泡和抑泡效果,成为一种重要的消泡剂成分[3]。通常在硅油 中混入必定份额的经疏水处理过的二氧化硅助剂,构成油复合 型消泡剂,二氧化硅作填料,因其外表有许多的羟基而有助于 增强硅油在起泡系统中的涣散才干,增加乳液的安稳性,显着 改进消泡功能。


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,涣散功能得到改进,能更好 地分布在消泡目标中。所挑选的溶剂有必要既能溶解硅油,一起 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 水系统的消泡;也能够将硅油溶解在乙二醇、甘油、其它醇等 有机溶剂中,制成适宜水相系统的消泡溶液。多功能消泡剂是凭借溶剂带着硅油并涣散在起泡液中,溶剂扩散,硅油凝聚 成微滴,然后发挥消泡效果。


3.3乳液型有机硅消泡剂


有机硅乳液一般为乳白色有杰出流动性的液体,有着较高 的化学安稳性,较好耐热功能及生理慵懒,能够有效地进步硅 油在水相中的涣散功能,既可使用于非水相,又可使用于水相, 有着较广的运用范围。因为硅油比较难以乳化,如果乳化不完 全,再运用时有破乳的状况出现时将会严重影响到其消泡功能。 而乳液的安稳性是消泡剂好坏的重要指标,所以乳化剂的挑选 是关键。乳化剂归于外表活性剂,能在硅油和水两相界面上形 成定向的单分子层,使外表张力下降,还能构成健壮的复合膜, 然后能使乳液系统取得安稳的效果。一起,在消泡剂加入二氧 化硅气溶胶,能够增强其消泡才干。二氧化硅气溶胶的效果机 理:(1)SiO2气溶胶提供了水进入硅油液滴内部的极性界面,因 而,有助于硅油的涣散,一起又阻止了硅油小液滴合并的效果; (2)疏水SiO2气溶胶本身就是一种消泡剂,所以,添加疏水SiO2 气溶胶,实际上是硅油微滴和SiO2气溶胶消泡剂的协同效应[4]。 谢文峰等以聚二甲基硅油、改性硅油和白炭黑为首要成分,合 成了安稳的乳液型有机硅消泡剂SXP-3,功能优良,用处十分 广泛,具有无毒、无味、生理慵懒以及铺展快、涣散均匀、不 蒸发、化学安稳性高、耐高温、耐酸碱,适用范围广、用量少、 效力高等特色。


有机硅乳液的出产技术对乳化剂有必定的要求,要构成稳 定的乳液,有必要挑选适宜的乳化系统,乳化剂分子的亲水亲油 平衡值要挑选适宜,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使用。在 挑选乳化剂时,一般多选用几个HLB有必定差别的乳化剂进行 复配,效果较采用单一的乳化剂好。要使乳液安稳,乳化剂的 用量也要讲究,如果用量太多,尽管安稳性改进,但乳液会过 于粘稠,消泡效果下降,若用量太少,则乳液不安稳,易分层。 所以在配制消泡剂时,要兼顾到安稳性和活性两者的联系。


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妥当消泡成分消失后乳化 剂反而起到了助泡效果,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 固定在固体微粒的涣散系统的外表,一起解决了消泡成分和乳 化剂的问题。


固体有机硅消泡剂储存安稳性好,便于运输,运用方便。 经过改动其载体或助剂,既能用于水相,又能用于油相,且有 较好的介质涣散性。因而,固体有机硅消泡剂在许多行业都有 着很好的使用前景。韩玉林等以有基硅油、聚醚油酸酯、白炭 黑为首要消泡成分,以食盐和4A沸石为固体载体制备出了具有 优良消、抑泡功能的固体消泡剂,该消泡剂除能够用于各型纸 张出产外还能够用于发酵、涂料、污水处理等领域,具有低成 本、没有三废污染、便于储存等很多长处。

多功能消泡剂

4聚醚改性有机硅消泡剂


聚硅氧烷类消泡剂具有消泡速度快、低的外表张力、无生 理毒性等特色,可是它抑泡才干差,难溶于水,在高温文强碱 的环境下消泡效果表现不佳;而聚醚型消泡剂与水具有杰出的 亲和性,耐高温、耐强碱,可是它消泡、抑泡效果都不抱负。 聚醚改性有机硅消泡剂就是经过嵌段共聚或许接枝共聚在聚硅 氧烷链段上引进聚醚链段,使聚硅氧烷增加亲水性,使其具有 自乳性,一起,聚醚链段作为亲水基团的引进,也可下降聚硅 氧烷在油系统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长处,外表张力比纯聚醚型的低,并且 比纯硅氧烷的水涣散功能好,因为发挥出了两种组分的协同性 能,使得其消泡和抑泡功能都更为超卓。聚醚改性硅油具有很 强的乳化才干,能乳化硅油和自乳化,使整个乳化系统十分稳 定;因为兼具有聚硅氧烷的低外表张力和聚醚的易涣散性的特 点,使消泡剂易于涣散铺展;高于浊点温度时具有消泡性,低 于浊点温度则涣散在起泡液中,使消泡耐久[7]。多功能消泡剂等以聚 二甲基硅氧烷及聚醚5010为首要原料,在GR-03专用乳化剂条 件下,组成了聚硅氧烷聚醚复合型消泡剂,与本来的有机硅乳 液比较,其消泡才干进步近一倍。


5有机硅消泡剂发展前景展望


有机硅消泡剂既具有消泡速度快,抑泡效果好的特色,同时,其运用剂量低,化学慵懒好,无毒,能在苛刻的条件下发 挥效果。但有机硅消泡剂的价格较非硅系消泡剂的要高,这是 制约其使用的重要因素之一。跟着硅油组成原料的价格的逐年 下降以及组成工艺的优化,有机硅消泡剂在造纸废水泡沫的处 理上将有着更为宽广的使用前景,取得更好的环境效益。 一起,跟着新组分的不断发现,对复配消泡剂的反响机理 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步被多功能、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,它可独自使 用,也可与其它处理剂合作运用,安稳性好,不发作破乳漂油 现象,也无沉淀物发生,相同对非水系统也有效,水溶性有机 硅消泡剂是有机硅中最为抱负的新品种,是未来消泡剂的发展 方向,可是价格偏高,怎么经过新技术、新工艺进步性价比 还有待进一步研究。


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关键词:多功能消泡剂,供应多功能消泡剂,生产多功能消泡剂

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