2.6聚醚官能度對聚醚酯消泡劑消泡性能的影響

使用硬脂酸和不同聚醚進行酯化反應，獲得的聚醚酯消泡劑分別為官能度1、2、3的聚醚酯消泡劑，詳情見表1。以聚醚官能度為變量，分析官能度對聚醚酯消泡劑在不同白水中的消泡性能。

表1 3種聚醚酯消泡劑的合成優(yōu)選方案

表2不同白水的起泡組分

2.6.1不同種類白水中的消泡性能

表2為不同種類白水的主要起泡組分，圖7為3種聚醚酯消泡劑在生活用紙白水、箱紙板白水和文化用紙白水中的消泡性能。由表2可知，不同種類白水的起泡組分存在明顯差異，因此本研究分別討論不同種類白水中，不同聚醚酯消泡劑的消泡性能。

圖7聚醚酯消泡劑在不同白水中的消泡性能

由圖7可知，在生活用紙白水中，濕強劑（聚酰胺聚環(huán)氧氯丙烷）和柔軟劑為主要起泡組分，由于生活用紙白水體系溫度通常<40℃，這對于消泡劑的分散性能要求較高，因聚醚酯Ⅰ在生活用紙白水中的分散性更好，所以其對生活用紙白水體系有較好的消泡性能。在箱紙板白水體系中，起泡組分為干強劑、助留劑、丙烯酰胺等，由于箱紙板中填料、回收漿較多，白水池浮漿（泡沫）較厚，需要滲透性好、并泡能力強的消泡劑，而聚醚酯Ⅲ滲透性好，破除浮漿泡沫速度快，因此其對箱紙板白水體系有較好的消泡性能。在文化用紙白水中，起泡組分主要有施膠劑、助留劑、分散劑等，由于文化用紙白水有較多的填料，填料附著在氣泡表面也會形成液膜較厚的氣泡，需要滲透性好、抑泡能力強的消泡劑，而高官能度的聚醚酯消泡劑可以起到很好的抑泡效果，因此聚醚酯Ⅰ和聚醚酯Ⅲ的抑泡效果均好于聚醚酯Ⅱ。

2.6.2不同溫度下的消泡性能

圖8為聚醚酯消泡劑在不同溫度下的消泡性能。

由圖8可知，3種不同官能度的聚醚酯消泡劑在不同溫度下同一白水中表現(xiàn)出不同的消泡效果，且差異較明顯。聚醚酯Ⅰ在低溫時具有較好的分散性，這是因為溫度升高容易破乳，導致聚醚酯Ⅰ的顆粒尺寸快速變小，最終顆粒尺寸小于泡沫液膜厚度，從而失去抑泡作用。聚醚酯Ⅱ和聚醚酯Ⅲ由于濁點原因，在低溫下的白水中溶解性較好，而溫度升高使其可以分散在白水中，從而表現(xiàn)出較好的消抑泡沫效果。

2.7聚醚酯的結構表征

2.7.1化學結構

圖9為3種官能度的聚醚和聚醚酯FT-IR譜圖。由圖9可以看出，在3種官能度聚醚的FT-IR譜圖中，1 737 cm?1處均無特征峰，而3種官能度聚醚酯在1 737 cm?1處均有特征峰，為酯基C==O的吸收峰，說明3種官能度聚醚末端的醇羥基已經與脂肪酸發(fā)生反應。2 971 cm?1處的特征峰表明有—CH?存在，2 857和1 455 cm?1處的特征峰表明存在—CH?—，1 296 cm?1處的特征峰則為—CH?的彎曲振動峰，在1 097 cm?1處的C—O—C伸縮振動峰較明顯，表明聚醚酯中醚鍵較多。

2.7.2表面張力

在室溫下，將聚醚酯配制成不同質量濃度的水溶液，測試其表面張力，結果見圖10。由圖10可知，聚醚酯溶液的表面張力隨其質量濃度的增高而下降，當聚醚酯溶液的質量濃度為0~0.2 g/L時，聚醚酯溶液的表面張力下降較快，當聚醚酯溶液的質量濃度大于0.2 g/L時，聚醚酯溶液的表面張力隨其質量濃度的增加而下降較慢，3種官能度聚醚酯的表面張力下降趨勢基本一致，當聚醚酯溶液的質量濃度提高到0.6 g/L時，3種聚醚酯溶液的表面張力均降至27.0 mN/m，說明聚醚酯在較低的質量濃度下可以快速降低表面張力，表面性能優(yōu)異。

3結論

以不同官能度（1、2和3）的聚醚和脂肪酸為原料合成的聚醚酯為消泡劑，表征了其官能團結構，并測定了聚醚酯溶液的表面張力，著重探討了不同官能度聚醚酯的消泡性能。

3.1聚醚起始劑為十八醇（相對分子質量2 000、EO與PO物質的量比為3∶7），脂肪酸為硬脂酸合成的脂肪醇聚醚酯（官能度1，聚醚酯Ⅰ），在白水中消泡性能較好；丙二醇聚醚（官能度2，聚醚酯Ⅱ）中，POEO、EOPOEO（末端EO封端）嵌段的聚醚合成的聚醚酯具有更好的消泡效果；相對分子質量在2 000左右、EO與PO物質的量比為2∶8的甘油聚醚合成的聚醚酯（官能度3，聚醚酯Ⅲ），可以兼顧水分散性和消抑泡性能。

3.2不同官能度聚醚酯的消泡性能在一定程度上受白水種類和溫度影響，聚醚酯Ⅰ對生活用紙白水消泡效果好，聚醚酯Ⅱ對文化用紙白水消泡效果好，聚醚酯Ⅲ對箱紙板白水消泡效果好。同時，聚醚酯Ⅰ更耐低溫（25~40℃），聚醚酯Ⅱ/Ⅲ更耐高溫（≥40℃）。

3.3 3種官能度的聚醚酯消泡劑在水溶液中均有較低的表面張力，當其質量濃度為0.6 g/L時，表面張力均為27.0 mN/m，表明聚醚酯在較低的質量濃度下可以快速降低表面張力，表面性能優(yōu)異。