納米增效聚醚有機(jī)硅消泡劑的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、在制漿造紙、生物發(fā)酵、涂料、印染以及廢水處理等工業(yè)過程中常會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，這給生產(chǎn)操作、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)環(huán)境均帶來諸多不便和不良影響。消除有害泡沫最有效和最經(jīng)濟(jì)的方法是添加消泡劑。聚醚有機(jī)硅，亦即分子主側(cè)鏈上接枝有聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚醚基團(tuán)的一類聚硅氧烷，因綜合有硅油和聚醚兩類消泡劑的優(yōu)點(diǎn)，因而成為近年來消泡劑方面的研究熱點(diǎn)之一。但目前，國內(nèi)外市場使用的聚醚有機(jī)硅消泡劑大多采用側(cè)鏈型聚醚硅油作主組分，鮮見以端基聚醚嵌段-b-聚硅氧烷用

2、作消泡劑組分的研究報(bào)道。而在平均分子量相近條件下，端基聚醚-b-聚有機(jī)硅氧烷其消泡破泡能力比相應(yīng)的側(cè)鏈產(chǎn)品更好?；诖耍菊撐睦枚嘶鶜渚酃柩跬榕cα-烯丙基聚醚的硅氫化加成反應(yīng)，成功合成了一類端基聚醚-b-聚二甲基硅氧烷，將其用于消泡劑配方中不僅獲得了良好的應(yīng)用效果，而且對影響消泡效果的各因素進(jìn)行了探討。其主要工作如下：
　　 （1）端基聚醚-b-聚二甲基硅氧烷的合成：在氯鉑酸催化劑作用下，利用氫含量為0.08％的含氫硅油與不同

3、烯丙基聚醚的硅氫加成方法，合成了一系列HLB不同的聚醚基聚硅氧烷PESO。對影響反應(yīng)的諸因素如催化劑用量、反應(yīng)溫度、時(shí)間、投料比等進(jìn)行了研究，確定出較為合理的工藝條件為：催化劑用量為10～50×10-6、反應(yīng)溫度為70～95℃、反應(yīng)時(shí)間為4h、含氫硅油與烯丙基聚醚質(zhì)量比為1：1.5。然后，用紅外光譜、核磁共振氫譜、凝膠滲透色譜等儀器對PESO的結(jié)構(gòu)及平均分子量進(jìn)行了測定。
　　 （2）納米SiO2表面的疏水改性：以硅烷偶聯(lián)劑——

4、十二烷基三甲氧基硅烷（WD-10）作改性劑，對納米SiO2進(jìn)行了表面疏水型接枝改性，然后用紅外光譜、電泳、熱重分析、掃描電鏡等分析手段對改性前后SiO2性能和結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了表征、測定。討論了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和偶聯(lián)劑濃度對接枝率的影響。確定出較為合理的工藝條件：反應(yīng)溫度60℃；反應(yīng)時(shí)間1h；WD-10與SiO2投料比的濃度為0.9mL/SiO2（g）。
　　 （3）消泡劑的配制以及影響因素研究。以PESO、二甲基硅油、羥基硅油以及

5、疏水改性后的納米SiO2為消泡劑主組分，將其用乳化劑乳化，制得了納米增效聚醚有機(jī)硅消泡劑XP-1。討論了PESO的結(jié)構(gòu)、平均分子量、硅油以及乳化劑用法、用量等因素對消泡劑消泡抑泡性能的影響。結(jié)果表明：單一組分的PESO其消泡性能并不好，但將其與二甲基硅油、羥基硅油、疏水性SiO2按比例復(fù)配，則有助于目標(biāo)消泡劑表現(xiàn)出最佳的消泡效果。應(yīng)用和透射電鏡TEM研究表明：在XP-1用量為起泡液-2％十二烷基硫酸鈉水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.1％、N2鼓泡速

6、度為30L/min條件下，XP-1的破泡速度可達(dá)到9″1，抑泡時(shí)間達(dá)到37′20″0。另外，硅乳粒徑對XP-1的消泡效果有影響。實(shí)驗(yàn)中用TEM觀察發(fā)現(xiàn)，本研究中XP-1硅乳的粒徑為180～340nm。
　　 （4）對消泡劑XP-1在不同使用環(huán)境下的應(yīng)用性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：消泡劑XP-1性能優(yōu)良，應(yīng)用范圍寬廣，在高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等苛刻環(huán)境中有一定消泡效果；在起泡介質(zhì)為陰離子、非離子、兩性離子時(shí)仍表現(xiàn)出較高效率的消泡性能；與國