制浆造纸自始至终都是混合物体系,其中含有许多易起泡的物质,在生产过程中需加入许多种易起泡的表面活性剂,而且在混合体系中物质之间的反应也有表面活性剂生成。如碱法制浆中就有许多皂化物的生成,所以在制浆造纸生产过程中会产生大量稳定的泡沫。
泡沫对于纸浆工程来说,它的产生和存在会严重地影响浆料的洗涤、筛选、漂白、打浆的正常操作,阻碍着这些工序设备效能的正常发挥。
泡沫对于造纸工程影响更大。纸料中存在有泡沫,会使流浆箱的浓度波动,使纸料流动状态不稳定;它能封闭湿纸幅表面上的微孔,造成网部脱水困难,使纤维和未分散的填料在网部凝聚,影响纸幅的匀度。泡沫还会形成浮浆,使纸料上网出现团块,严重时造成断头。
抄造纸板时,泡沫存在于纸板层之间,降低了其层间结合强度,泡沫还会使纸或纸板产生泡沫孔、泡沫斑、树脂斑等等纸病。
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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。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、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快速、便捷的消泡剂来帮助纸浆除气。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。
消泡作用分“抑泡”、“破泡”两种形式,但统称为消泡剂。当体系加入消泡剂后,其分子杂乱无章地广布于液体表面,抑制形成弹性膜,即终止泡沫的产生。当体系大量产生泡沫后,加人消泡剂,其分子立即散布于泡沫表面,快速铺展,形成很薄的双膜层,进一步扩散、渗透,层状,从而取代原泡膜薄壁。由于其表面张力低,便流向产生泡沫的高表面张力的液体,这样低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、渗透,使其膜壁迅速变薄,泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引,这样,致使泡沫周围应力失衡,从而导致其“破泡”。不溶于体系的消泡剂分子,再重新进入另一个泡沫膜的表面,如此重复,所有泡沫,全部覆灭。