納米增效聚醚有機硅消泡劑的制備與應用研究.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)過程中常會產生大量泡沫，這給生產操作、產品質量以及生產環(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濟的方法是添加消泡劑。聚醚有機硅，亦即分子主側鏈上接枝有聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚醚基團的一類聚硅氧烷，因綜合有硅油和聚醚兩類消泡劑的優(yōu)點，因而成為近年來消泡劑方面的研究熱點之一。但目前，國內外市場使用的聚醚有機硅消泡劑大多采用側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道。而在平均分子量相近條件下，端基聚醚-b-聚有機硅氧烷其消泡破泡能力比相應的側鏈產品更好?；诖?，本論文利用端基氫聚硅氧烷與α-烯丙基聚醚的硅氫化加成反應，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用效果，而且對影響消泡效果的各因素進行了探討。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。對影響反應的諸因素如催化劑用量、反應溫度、時間、投料比等進行了研究，確定出較為合理的工藝條件為：催化劑用量為10～50×10-6、反應溫度為70～95℃、反應時間為4h、含氫硅油與烯丙基聚醚質量比為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的結構及平均分子量進行了測定。
　　 （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性能和結構等進行了表征、測定。討論了反應溫度、反應時間和偶聯(lián)劑濃度對接枝率的影響。確定出較為合理的工藝條件：反應溫度60℃；反應時間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硅消泡劑XP-1。討論了PESO的結構、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按比例復配，則有助于目標消泡劑表現(xiàn)出最佳的消泡效果。應用和透射電鏡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量分數(shù)的0.1％、N2鼓泡速

6、度為30L/min條件下，XP-1的破泡速度可達到9″1，抑泡時間達到37′20″0。另外，硅乳粒徑對XP-1的消泡效果有影響。實驗中用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)境下的應用性能進行了研究。結果表明：消泡劑XP-1性能優(yōu)良，應用范圍寬廣，在高溫、強酸、強堿等苛刻環(huán)境中有一定消泡效果；在起泡介質為陰離子、非離子、兩性離子時仍表現(xiàn)出較高效率的消泡性能；與國