在纖維油劑的生產和使用過程中, 通常都存在泡沫問題。由于油劑組分多為陰、陽離子表面活性劑, 具有一定的起泡性, 油劑復合生產時產生大量的泡沫, 導致整個油劑體系體積增大, 油劑裝置不能滿負荷生產, 同時給包裝工序也帶來了麻煩。油劑使用過程中泡沫帶來的問題則更大, 油劑乳液輸送時更易起泡, 泡沫外溢不僅造成資源浪費, 而且污染勞動環境, 同時大量的泡沫包圍著纖維卷曲頭, 導致卷曲電機熱量不能及時散發, 造成電機損壞。因此開發油劑消泡劑勢在必行。

目前, 國內外消泡劑種類繁多, 早期為低級醇、礦物油和食用油, 由于其在水中分散性差, 從20世紀60年代起, 即被聚醚類非離子表面活性劑所取代。后來又發展了有機硅、乳油、酯醚等消泡劑 。

雖然消泡劑種類很多, 但因選擇性的關系, 目前油劑領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理密切相關。消泡機理比較復雜, 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)消泡劑增大液膜對空氣的滲透性而減小其強度和彈性, 促使氣泡合并。根據以上理論, 良好的消泡劑必須具備如下性質: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 .不與起泡液發生化學反應;d .揮發性小, 熱穩定性好;e .用量少, 無毒。

2、實驗

2 .1 消泡主劑的選擇

性能好的消泡主劑應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選消泡主劑。表1 為幾種常用消泡表面活性劑質量分數為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 消泡效率的測定

消泡效率測定方法: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, 同時啟動秒表, 記錄起始泡沫體積和300 s 時的泡沫體積。計算式為:

η/ %=(A -B)/ A

式中:A —空白時泡沫體積;B —300 s 時的泡沫體積;η—消泡效率。

表1 　質量分數為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 數據表明, 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, 對腈綸油劑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溶劑后對腈綸油劑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 　常用工業溶劑溶解含硅聚醚后對腈綸油劑乳液的消泡性能

2 .3 　乳化分散劑的選擇

應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)其結構與消泡主劑結構愈相近愈好, 因為結構愈相近, 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定;(3)其在水溶液中呈中性, 對酸、堿、金屬鹽溶液穩定,起泡性小。依據以上原則, 對乳化分散劑進行了大量的篩選, 結果見表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配后對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, 在相同條件下進行YH -202 腈綸油劑消泡實驗以確定消泡劑最佳配方。消泡效率達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, 明顯可見泡

沫破裂, 逐漸消退, 無溢泡現象;絲束卷曲頭周圍無

泡沫包裹, 生產正常。

4、結論

(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70 %以上。

(2)該消泡劑配制方法簡單易行, 適于工業應用。