在纖維油劑的生產(chǎn)和使用過(guò)程中, 通常都存在泡沫問(wèn)題。由于油劑組分多為陰、陽(yáng)離子表面活性劑, 具有一定的起泡性, 油劑復(fù)合生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生大量的泡沫, 導(dǎo)致整個(gè)油劑體系體積增大, 油劑裝置不能滿負(fù)荷生產(chǎn), 同時(shí)給包裝工序也帶來(lái)了麻煩。油劑使用過(guò)程中泡沫帶來(lái)的問(wèn)題則更大, 油劑乳液輸送時(shí)更易起泡, 泡沫外溢不僅造成資源浪費(fèi), 而且污染勞動(dòng)環(huán)境, 同時(shí)大量的泡沫包圍著纖維卷曲頭, 導(dǎo)致卷曲電機(jī)熱量不能及時(shí)散發(fā), 造成電機(jī)損壞。因此開(kāi)發(fā)油劑消泡劑勢(shì)在必行。

目前, 國(guó)內(nèi)外消泡劑種類繁多, 早期為低級(jí)醇、礦物油和食用油, 由于其在水中分散性差, 從20世紀(jì)60年代起, 即被聚醚類非離子表面活性劑所取代。后來(lái)又發(fā)展了有機(jī)硅、乳油、酯醚等消泡劑 。

雖然消泡劑種類很多, 但因選擇性的關(guān)系, 目前油劑領(lǐng)域使用的消泡劑消泡效果還不理想, 消泡效率較低。作者采用含硅聚醚作消泡主劑, 選擇了適宜的溶劑和乳化分散劑與主劑復(fù)配, 研制出消泡效率較高的油劑消泡劑。

1、消泡劑配方原理

消泡劑的效能和消泡機(jī)理密切相關(guān)。消泡機(jī)理比較復(fù)雜, 目前的消泡理論主要有三種:

(1)消泡劑的表面張力低于起泡液, 表面張力的差異使液膜破裂;

(2)消泡劑滲入液膜使液膜局部變薄而破裂;

(3)消泡劑增大液膜對(duì)空氣的滲透性而減小其強(qiáng)度和彈性, 促使氣泡合并。根據(jù)以上理論, 良好的消泡劑必須具備如下性質(zhì):a .表面張力低于起泡液;b .在起泡液中不溶或難溶, 但與起泡液有一定的親和力;c .不與起泡液發(fā)生化學(xué)反應(yīng);d .揮發(fā)性小, 熱穩(wěn)定性好;e .用量少, 無(wú)毒。

2、實(shí)驗(yàn)

2 .1 消泡主劑的選擇

性能好的消泡主劑應(yīng)具有較低的表面張力, 在起泡液表面易鋪展。因此作者從表面張力和消泡性能兩方面優(yōu)選消泡主劑。表1 為幾種常用消泡表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2 %的水溶液在室溫下的表面張力值, 表2 為消泡表面活性劑在腈綸油劑YH -202 乳液中的消泡性能。

2 .1 .1 消泡效率的測(cè)定

消泡效率測(cè)定方法:室溫下, 在100 mL 的具塞量筒中加入3 g 腈綸油劑YH -202 , 然后加入20 mL水, 振蕩30 次之后加入一定量的消泡液, 同時(shí)啟動(dòng)秒表, 記錄起始泡沫體積和300 s 時(shí)的泡沫體積。計(jì)算式為:

η/ %=(A -B)/ A

式中:A —空白時(shí)泡沫體積;B —300 s 時(shí)的泡沫體積;η—消泡效率。

表1 　質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%常用消泡表面活性劑水溶液的表面張力

表2　常用消泡表面活性劑在腈綸油劑乳中的消泡性能

由表1 、2 數(shù)據(jù)表明, 在6 種常用消泡表面活性劑中, 含硅聚醚降低表面張力的能力最強(qiáng), 對(duì)腈綸油劑YH -202 乳液的消泡性能最好, 其消泡效率為53.3 %。

2 .2 溶劑的選擇

為使消泡主劑能均勻地進(jìn)入油劑乳液, 需要將其分散于溶劑中。表3列出了消泡主劑含硅聚醚溶于幾種常用的工業(yè)溶劑后對(duì)腈綸油劑YH -202 乳液的消泡性能。由表3 可以看出, 消泡主劑含硅聚醚溶解于石油烴A 后加入腈綸油劑YH -202 乳液中所剩的泡沫量最小, 其消泡效率最高。

表3 　常用工業(yè)溶劑溶解含硅聚醚后對(duì)腈綸油劑乳液的消泡性能

2 .3 　乳化分散劑的選擇

應(yīng)用乳化分散劑是為了使消泡主劑能快速均勻地分散于油劑中, 使消泡主劑在油劑乳液中形成穩(wěn)定的乳濁液, 提高其消泡和抑泡效果。篩選乳化分散劑的原則是:(1)其HLB值8～14 ;(2)其結(jié)構(gòu)與消泡主劑結(jié)構(gòu)愈相近愈好, 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)愈相近, 其親和力愈大, 與消泡主劑的互溶性好, 所形成的混合液愈穩(wěn)定;(3)其在水溶液中呈中性, 對(duì)酸、堿、金屬鹽溶液穩(wěn)定,起泡性小。依據(jù)以上原則, 對(duì)乳化分散劑進(jìn)行了大量的篩選, 結(jié)果見(jiàn)表4 。

由表4 可知, 醚類乳化分散劑B 消泡效率最高, 為60.0 %。

表4　不同乳化分散劑與消泡主劑復(fù)配后對(duì)腈綸油劑乳液的消泡性能

2 .4 消泡劑XP -202 配方的確定

將含硅聚醚和選定的溶劑石油烴A 、醚類乳化分散劑B 按不同比例配制成消泡劑樣品, 在相同條件下進(jìn)行YH -202 腈綸油劑消泡實(shí)驗(yàn)以確定消泡劑最佳配方。消泡效率達(dá)70 %以上的配方確定為最佳配方。配方如下:

w (含硅聚醚)=6 %～ 8 %;

w (醚類乳化分散劑B )=8 %～ 10 %;

w (石油烴A)為余量。

3、試用情況

將消泡劑水乳液加入到紡絲上油槽中, 明顯可見(jiàn)泡

沫破裂, 逐漸消退, 無(wú)溢泡現(xiàn)象;絲束卷曲頭周圍無(wú)

泡沫包裹, 生產(chǎn)正常。

4、結(jié)論

(1)采用含硅聚醚作消泡劑主劑, 配以適宜的石油烴A 和醚類乳化分散劑B 制備纖維油劑消泡劑是可行的, 由此得到的消泡劑消泡效果好, 消泡效率達(dá)70 %以上。

(2)該消泡劑配制方法簡(jiǎn)單易行, 適于工業(yè)應(yīng)用。