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。
纸料系统中的气体一部分是以泡沫的形式存在于纸料的表面,如冲浆池、流浆箱、高位箱等的表面,另一部分则以小气泡或其他形式分布在纸料系统中、吸附于纤维上或溶解于水中,因此,常把消除槽、池、箱中存在于纸料表面的泡沫称之为消泡。把只能消除纸料表面泡沫消除纸料表面泡沫的添加剂叫做消泡剂,而把既能消除纸料表面泡沫又能消除纸料里面小气泡的添加剂叫除气消泡剂。消泡剂的消泡机理主要是通过破坏膜弹性而导致气泡破灭;促使液膜排液,因而导致气泡破灭;添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭;利用电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡破灭;增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭。
造纸生产中的泡沫的形成
造纸工业中的浆料是多种物质的混和体,在浆料的贮存和流送过程中,由于搅拌、湍流、振荡、喷射等操作形式的存在,所以大量的空气被带入浆料中。进入浆料中的空气被周围的浆料包围形成气泡,在气泡的表面吸附着定向排列的表面活性剂分子,其疏水基伸向气泡的内部、亲水基向着浆料而产生一层薄膜。形成的气泡由于浆料的浮力而上升,在上升到浆料的表面时,又把浆料表面上的表面活性剂分子吸附上去,第二层表面活性剂分子的疏水基都是朝向空气的。因此,当气泡暴露于空气时,情况与其在浆料中时不同,气泡表面的液膜吸附有两层表面活性剂分子,即形成双分子膜。气泡之间由于向外的疏水基之间存在引力而使气泡聚集到一起形成泡沫。