纳米增效聚有机硅消泡剂的制备与应用研究.pdfVIP

纳米增效聚醚有机硅消泡剂的制备与应用研究 摘要 在制浆造纸、生物发酵、涂料、印染以及废水处理等工业过程中常会 产生大量泡沫，这给生产操作、产品质量以及生产环境均带来诸多不便和 不良影响。消除有害泡沫最有效和最经济的方法是添加消泡剂。聚醚有机 硅，亦即分子主侧链上接枝有聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚醚基团的一类聚硅 氧烷，因综合有硅油和聚醚两类消泡剂的优点，因而成为近年来消泡剂方 面的研究热点之一。但目前，国内外市场使用的聚醚有机硅消泡剂大多采 用侧链型聚醚硅油作主组分，鲜见以端基聚醚嵌段-b．聚硅氧烷用作消泡剂 组分的研究报道。而在平均分子量相近条件下，端基聚醚．b．聚有机硅氧烷 其消泡破泡能力比相应的侧链产品更好。基于此，本论文利用端基氢聚硅 氧烷与Q．烯丙基聚醚的硅氢化加成反应，成功合成了一类端基聚醚．b．聚二 甲基硅氧烷，将其用于消泡剂配方中不仅获得了良好的应用效果，而且对 影响消泡效果的各因素进行了探讨。其主要工作如下： (1)端基聚醚．b．聚二甲基硅氧烷的合成：在氯铂酸催化剂作用下，利 用氢含量为O．08％的含氢硅油与不同烯丙基聚醚的硅氢加成方法，合成了 一系列HLB不同的聚醚基聚硅氧烷PESO。对影响反应的诸因素如催化剂 用量、反应温度、时间、投料比等进行了研究，确定出较为合理的工艺条 X 件为：催化剂用量为10--5010一、反应温度为70-95℃、反应时间为4h、 含氢硅油与烯丙基聚醚质量比为1：1．5。然后，用红外光谱、核磁共振氢谱、 凝胶渗透色谱等仪器对PESO的结构及平均分子量进行了测定。 (2)纳米Si02表面的疏水改性：以硅烷偶联剂——十二烷基三甲氧 用红外光谱、电泳、热重分析、扫描电镜等分析手段对改性前后Si02性能 和结构等进行了表征、测定。讨论了反应温度、反应时间和偶联剂浓度对 接枝率的影响。确定出较为合理的工艺条件：反应温度60℃；反应时间lh； WD．10与Si02投料比的浓度为0．9mL／Si02(g)。 (3)消泡剂的配制以及影响因素研究。以PESO、二甲基硅油、羟基 硅油以及疏水改性后的纳米Si02为消泡剂主组分，将其用乳化剂乳化，制 得了纳米增效聚醚有机硅消泡剂XP．1。讨论了PESO的结构、平均分子量、 硅油以及乳化剂用法、用量等因素对消泡剂消泡抑泡性能的影响。结果表 明：单一组分的PESO其消泡性能并不好，但将其与二甲基硅油、羟基硅 油、疏水性Si02按比例复配，则有助于目标消泡剂表现出最佳的消泡效果。 应用和透射电镜TEM研究表明：在XP．1用量为起泡液一2％十二烷基硫酸 速度可达到9”1，抑泡时间达到37’20¨0。另外，硅乳粒径对XP．1的消泡效 340nm。 (4)对消泡剂XP．1在不同使用环境下的应用性能进行了研究。结果 表明：消泡剂XP．1性能优良，应用范围宽广，在高温、强酸、强碱等苛刻 环境中有一定消泡效果；在起泡介质为阴离子、非离子、两性离子时仍表 现出较高效率的消泡性能；与国内外消泡剂相比，XP．1具有消泡迅速、抑 泡时间长、水分散性能好等特点。 关键词：消泡剂，聚醚嵌段聚硅氧烷，疏水二氧化硅，聚醚，硅油 II The of benefit nano·-increasing preparation defoamerand in study polyetheI’-polysioxane ABSTRACT theindustrialof During process and the ofwaste often lotsoffoam dyeing，anddisposal water,thereappears whichcan tothe ofth