有机硅消泡剂：性能提升或风险？

纸浆和造纸工业是当今引领可持续发展的先进的领域之一。它不仅有助于将生产转移到生化试剂和生物能源，而且还通过不断提高纸张生产效率来减少对淡水，化学药品和能源的需求。用于消除泡沫问题的消泡剂（或消泡剂）对纸浆厂的运营至关重要。有机硅消泡剂特别有效，并显示出许多好处，包括有助于实现工厂的可持续发展目标。

有机硅消泡剂厂家为什么选择硅胶？硅氧烷[i]是指一种基于无机硅氧烷骨架的聚合材料家族，该骨架由重复的Si-O单元组成（图1）。它通过改变链长，三维结构和与Si原子相连的有机基团的类型，代表了聚合物的无限可能，这为获得广泛的通用性打开了大门。

消泡剂中使用的硅油是具有高疏水性和非常低的表面张力的聚合物，是制造消泡剂的理想性能。聚二甲基硅氧烷（PDMS）与疏水性颗粒（例如沉淀或气相二氧化硅）结合后，会形成更有效的消泡剂。有机硅消泡剂液滴的示意图，显示了疏水性PDMS油和二氧化硅疏水性颗粒。图2b：消泡机理的原理。响应于性能较低的有机消泡剂，1980年代在纸浆洗涤过程中引入了有机硅消泡剂。它们对高pH和高温的适应性使其广受欢迎，几乎在一夜之间，它们取代了现有溶液。这些有机硅的结构和性能仍然很简单，为许多研发项目设计当今大多数工厂使用的高端消泡剂奠定了基础。

然而，与任何创新一样，有机硅消泡剂也带来了新的问题和技术挑战，例如沉积，残留，乳化，剂量，注射，坚固，结垢等风险。

由于有机硅的疏水性，有机硅消泡剂对任何疏水表面都具有高亲和力。液体的很高的pH值和高温会促进有机硅化合物残留的反应性功能的缩合，并有助于形成凝胶，这种凝胶会累积在制浆厂的任何部分。

分析研究表明，这种沉积物通常与钙沥青有关，其发生取决于不同的因素，包括有机硅消泡剂的化学性质。对于纸浆厂来说，沉积是一个需要考虑的问题，因为它需要对纤维管线进行大量清洁。

沉积的风险将取决于各种因素，例如消泡剂的性质和配方，消泡剂乳液的质量，剂量以及在该过程中注入消泡剂的方式和位置。工厂可以通过以下方法降低沉积风险：

• 减少消泡剂的用量。选择非常有效的消泡剂可以有所作为。据报道，由于无效的消泡剂性能或不适当的剂量系统，导致过量的消泡剂导致工厂的沉积问题。

• 选择消泡剂可保留很少量的残留官能团，这些残留官能团可在碱性系统中进一步反应。在碱性环境中降低反应活性会大大降低沉积的风险。

• 选择合适的配方设计师。稳健的工艺和配方是有机硅消泡剂性能的关键：有机硅消泡剂必须乳化，才能容易地分散在发泡黑液中。

硅胶消泡剂的下一步是什么？

排水是有机硅消泡剂的最新要求。这不仅改善了泡沫控制，而且显着提高了洗涤操作的效率并影响了可持续性。排水性能代表用最少的水将纸浆中的黑液清洗干净的便捷程度。

在涉及从固体材料分散体中除去水的许多过程中，排水和脱水是重要的方面。更好，更快地除去水分（排水）可产生更清洁的固体纸浆，并减少后续干燥所需的能量（图3）。

十年前评估了有机硅消泡剂对纸浆和造纸行业可持续性和碳平衡的积极影响[iv] [v]。研究表明有利的碳平衡为27，这意味着，每生产一吨二氧化碳，使用有机硅消泡剂可节省27吨二氧化碳。

有机硅消泡剂是一种用于制浆造纸工业的可持续，耐用，可靠，高效的消泡技术。它们可以在各种纸浆厂中提供出色的消泡性能，改善排水性并提高耐用性。它们有助于减少水，能源和化学药品的消耗，以及回收有价值的化学药品。基于有机硅的消泡剂是制浆造纸工业可持续发展努力的关键因素。