废纸脱墨是废纸回收利用的关键环节。传统碱法脱墨需大量使用NaOH、Na₂SiO₃等化学品,并添加表面活性剂,导致泡沫过多。后来发展出中性脱墨,虽减少了化学品使用,但仍需表面活性剂,且大量用水。为减少废水,生产系统常进行白水封闭循环,但白水中残留的表面活性剂在回用过程中受机械作用产生泡沫,影响生产,需添加消泡剂控制。制浆造纸工业是消泡剂最大消耗市场,废纸脱墨过程用量尤其高,合理选择消泡剂可大幅节省用量。

我们研究了高碳醇类和聚醚酯类消泡剂在不同条件下的性能。结果表明,高碳醇类消泡剂的消抑泡性能优于聚醚酯类,且性能与加入量正相关。温度升高时,消泡性能先升后降,抑泡性能则持续下降。高碳醇类和聚醚酯类消泡剂分别在70℃和50℃时消泡性能最优。考虑到热稳定性,废纸脱墨适宜温度范围为40~50℃,与纸厂实际温度吻合。在酸性环境中,两类消泡剂的消抑泡性能优于中性或碱性环境。

浮选法脱墨是经典方法,表面活性剂起泡吸附油墨,但会降低纤维结合力,导致泡沫带走8%~20%的纤维。我们改进浮选法,使用乳液型有机硅消泡剂消除泡沫,减少纤维夹带,同时通过喷雾装置喷射发泡剂,利用再生泡沫层去除油墨。该方法单独控制发泡剂与消泡剂添加,显著提高脱墨性能并减少纤维损失。在旧新闻纸及混合脱墨应用中,该方法在保持白度增量同时,纤维损失降低约50%。
有机硅类与聚醚类消泡剂效果不理想,但聚醚改性有机硅表现出色。我们研制的新型聚醚改性硅油-纳米材料复合消泡剂,消泡至最低点时间仅98s,抑泡时间达498s,优于国产聚醚类消泡剂。这是因为聚醚改性硅油提高了相容性,纳米材料提供极性界面,使改性硅油均匀分散,大大改善消泡效果。
