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有機硅消泡劑:性能提升或風險?

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有機硅消泡劑:性能提升或風險?

發布日期:2020-01-06 作者: 點擊:

紙漿和造紙工業是當今引領可持續發展的先進的領域之一。它不僅有助于將生產轉移到生化試劑和生物能源,而且還通過不斷提高紙張生產效率來減少對淡水,化學藥品和能源的需求。用于消除泡沫問題的消泡劑(或消泡劑)對紙漿廠的運營至關重要。有機硅消泡劑特別有效,并顯示出許多好處,包括有助于實現工廠的可持續發展目標。

有機硅消泡劑廠家為什么選擇硅膠?硅氧烷[i]是指一種基于無機硅氧烷骨架的聚合材料家族,該骨架由重復的Si-O單元組成(圖1)。它通過改變鏈長,三維結構和與Si原子相連的有機基團的類型,代表了聚合物的無限可能,這為獲得廣泛的通用性打開了大門。

消泡劑中使用的硅油是具有高疏水性和非常低的表面張力的聚合物,是制造消泡劑的理想性能。聚二甲基硅氧烷(PDMS)與疏水性顆粒(例如沉淀或氣相二氧化硅)結合后,會形成更有效的消泡劑。有機硅消泡劑液滴的示意圖,顯示了疏水性PDMS油和二氧化硅疏水性顆粒。圖2b:消泡機理的原理。響應于性能較低的有機消泡劑,1980年代在紙漿洗滌過程中引入了有機硅消泡劑。它們對高pH和高溫的適應性使其廣受歡迎,幾乎在一夜之間,它們取代了現有溶液。這些有機硅的結構和性能仍然很簡單,為許多研發項目設計當今大多數工廠使用的高端消泡劑奠定了基礎。

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然而,與任何創新一樣,有機硅消泡劑也帶來了新的問題和技術挑戰,例如沉積,殘留,乳化,劑量,注射,堅固,結垢等風險。

由于有機硅的疏水性,有機硅消泡劑對任何疏水表面都具有高親和力。液體的很高的pH值和高溫會促進有機硅化合物殘留的反應性功能的縮合,并有助于形成凝膠,這種凝膠會累積在制漿廠的任何部分。

分析研究表明,這種沉積物通常與鈣瀝青有關,其發生取決于不同的因素,包括有機硅消泡劑的化學性質。對于紙漿廠來說,沉積是一個需要考慮的問題,因為它需要對纖維管線進行大量清潔。

沉積的風險將取決于各種因素,例如消泡劑的性質和配方,消泡劑乳液的質量,劑量以及在該過程中注入消泡劑的方式和位置。工廠可以通過以下方法降低沉積風險:

? 減少消泡劑的用量。選擇非常有效的消泡劑可以有所作為。據報道,由于無效的消泡劑性能或不適當的劑量系統,導致過量的消泡劑導致工廠的沉積問題。

? 選擇消泡劑可保留很少量的殘留官能團,這些殘留官能團可在堿性系統中進一步反應。在堿性環境中降低反應活性會大大降低沉積的風險。

? 選擇合適的配方設計師。穩健的工藝和配方是有機硅消泡劑性能的關鍵:有機硅消泡劑必須乳化,才能容易地分散在發泡黑液中。

硅膠消泡劑的下一步是什么?

排水是有機硅消泡劑的最新要求。這不僅改善了泡沫控制,而且顯著提高了洗滌操作的效率并影響了可持續性。排水性能代表用最少的水將紙漿中的黑液清洗干凈的便捷程度。

在涉及從固體材料分散體中除去水的許多過程中,排水和脫水是重要的方面。更好,更快地除去水分(排水)可產生更清潔的固體紙漿,并減少后續干燥所需的能量(圖3)。

十年前評估了有機硅消泡劑對紙漿和造紙行業可持續性和碳平衡的積極影響[iv] [v]。研究表明有利的碳平衡為27,這意味著,每生產一噸二氧化碳,使用有機硅消泡劑可節省27噸二氧化碳。

有機硅消泡劑是一種用于制漿造紙工業的可持續,耐用,可靠,高效的消泡技術。它們可以在各種紙漿廠中提供出色的消泡性能,改善排水性并提高耐用性。它們有助于減少水,能源和化學藥品的消耗,以及回收有價值的化學藥品。基于有機硅的消泡劑是制漿造紙工業可持續發展努力的關鍵因素。


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