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造纸白水中聚醚酯类消泡剂和高碳醇消泡剂在使用中优缺点比较

时间:2025-08-08    访问量:3609


在现代造纸工业中,白水和浆料中所含有的空气与小气泡对纸机抄纸、纸幅成形,包括成纸后纸张的质量都有巨大的影响。气泡的产生取决于多方面原因,比如湿部化学品的使用;上浆池流送系统中浆料的喷射搅动;真空辊抽吸过程中加入空气和上网白水的回收等;这些来自各个方面产生的气泡很容易导致各种生产问题的产生。

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常见的有:纸浆在流送系统中不稳定;纸张定量产生波动;纸张在成形中脱水能力降低,并使纤维和未分散的填料易于凝聚,从而降低纸页的匀度;气泡还容易导致泡沫点、针眼等常见纸病。所以,造纸工业对于消泡的要求较高,控制好高速纸机流浆箱内空气含量是非常重要的。

在消除泡沫的方法上,仅是用机械除气法往往是不够的。现代化纸厂大都使用高效、便捷的消泡剂来帮助纸浆除气。关于消泡剂的作用机理,普遍认为是低表面张力的消泡剂进入了双分子定向气泡膜的局部,破坏了定向气泡膜的力学平衡而导致破泡或抑制发泡。现在市场上主要应用于造纸工业的消泡剂主要有3类:分别是有机硅类消泡剂、脂肪醇类消泡剂和聚醚酯类消泡剂。由于有机硅类消泡剂中含有硅油,无法达到造纸工业生产中不影响生产的要求,因而一般用于抄纸工段的多为脂肪醇类消泡剂和聚醚酯类消泡剂。

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脂肪醇类消泡剂(如LDR-1483高碳醇)与聚醚酯类消泡剂(如LDR-1330EO/PO嵌段共聚物)作为当前主流产品,在造纸工艺中展现出截然不同的技术特性。

脂肪醇类消泡剂凭借其分子结构中的长链烷基,能够快速破坏泡沫表面张力,在高温(80-95℃)高剪切力的制浆环节表现尤为突出,其瞬间消泡效率可达90%以上,且对后续漂白工序的化学品干扰较小。但这类消泡剂存在明显的持久性缺陷,在循环白水中易被纤维吸附而失效,需每2-3小时补加,导致吨纸成本增加约15-20元。更值得注意的是,其生物降解性差(BOD5/COD<0.3),在环保新规《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544-2025)实施后,部分企业已面临排放超标风险。

相比之下,聚醚酯类消泡剂通过亲水-亲油基团的动态平衡,能在泡沫界面形成不稳定分子膜,虽初始消泡速度较脂肪醇类慢30-40%,但持效时间延长4-5倍,特别适用于高速纸机(车速>1200m/min)的连续生产。其分子中的酯键结构在pH 6-9范围内保持稳定,不会与AKD施胶剂等造纸助剂产生拮抗作用。最新改性产品如含硅聚醚酯更将抑泡时长提升至8小时以上,且生物降解率可达75%(OECD 301B标准)。

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然而,这类消泡剂对水温敏感,当白水温度低于50℃时分散性骤降,可能造成纸面"鱼眼"缺陷。从全生命周期成本分析,聚醚酯类虽单价高出脂肪醇类25-30%,但综合用量减少使年度总成本降低8-12%。

当前技术发展趋势显示,通过纳米乳化技术将两类消泡剂复配使用,可兼顾瞬时消泡与持久抑泡需求,如鲁德瑞的某造纸客户在其文化纸生产线中,采用脂肪醇/聚醚酯(3:7)复合体系,使白水循环率提升至92%的同时,吨纸消泡剂成本下降18%。



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