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    2 紡織印染用消泡劑研制

    2.1 紡織印染對消泡劑的要求

    對消泡劑性能的要求最應該得到關注。作為直接使用者紡織印染廠，看重消泡劑的使用性能，通過上機試用確認產品質量，要求消泡劑：粘稠度不宜過高、便于使用、便于控制添加量、成本經濟，消泡迅速且抑泡持久，分散性好、不漂油、無硅斑，安全無毒、符合環保要求。印染助劑公司，自產多種助劑產品，重在配套，要求消泡劑：產品濃稠、便于稀釋和復配，產品有較長的保質期，產品具有高的性價比，解決與助劑的復配、提供技術支持。染化料的貿易商，多有成熟用戶，要求消泡劑：產品具有高 的性價比，產品質量穩定，提供技術支持。

    實踐證實，紡織印染用消泡劑應具有：消泡迅速和抑泡持久，具有高的性價比；分散性好、耐高溫、 耐酸堿、耐電解質、耐剪切，與各種染化料配伍性能好，不漂油、無硅斑；安全無毒、符合環保要求；質量穩定，適宜的粘稠度和濃度，便于使用、稀釋；提供及時有效的技術支持。為了能提供理想的紡織印染用消泡劑，滿足紡織印染行業對消泡劑的要求，國內外研究者和制造商都在不懈地工作。

    2.2 紡織印染消泡劑的研制

    消泡劑品種較多，通常分為硅系和非硅系兩類。

    2.2.1 非硅系消泡劑：多是單一成分，如異辛醇、皂片、磷酸三丁酯、煤油和聚醚等。也可以將幾種成分進行復配，提高功效。利用脂肪酸及酯等乳化劑將脂肪醇類、脂肪酸酰胺、聚醚和礦物油等復配乳化制 成水乳液，也是普遍使用的消泡劑。

    2.2.2 硅系消泡劑：我們將有機硅乳液型消泡劑按乳化體系和加工方法不同分為：1) 以硅油和食品級乳化 劑為主的乳化體系，按逆相加工方法生產的消泡劑稱為 S 系列消泡劑。2) 以改性聚醚、硅油和食品級乳化劑為主的乳化體系，按逆相加工方法生產的消泡劑稱為 T 系列消泡劑。3) 以聚醚改性硅油為主的乳化體系，按逆相加工方法生產的消泡劑稱為 X/C 系列消泡劑。

    以二甲基硅油，特定二氧化硅為主要消泡成分，以多種非離子表面活性劑為乳化劑，根據消泡機理、復配原理及乳化技術，對二甲基硅油和特定二氧化硅配比、乳化劑復配、增稠劑用量、加料順序等對產品性能的影響進行研究，確定復配的最佳工藝條件，研制的消泡劑具有良好的耐高溫、消泡性、抑泡性和穩定性，且所用設備、生產工藝簡單。

    所用原料有：二甲基硅油、液體烴油、聚醚改性硅油、二氧化硅、特定二氧化硅、乳化劑、Span-60、 Tween-60、Span-8O、Tween-80、聚乙烯醇、十六醇、十八醇、纖維素和海藻酸鈉等市售產品。有機硅乳液型消泡劑制造過程分 3 步：

    第一步，硅膏的制備。將一定量粘度不同的聚二甲基硅氧烷 (以下簡稱硅油)、活化后的二氧化硅、改性劑和催化劑在 120 ～ 210℃攪拌反應 2 ～ 4h，冷卻后即得主消泡成分復配物硅膏。加入乳化劑溶在油相中，加熱攪拌均勻，即得自乳化消泡劑復配物。

    主消泡成分聚硅氧烷、二氧化硅、改性劑和催化劑等的選擇和配比的確定，是有機硅乳液型消泡劑性能高低的關鍵。

    第二步，初乳液的制備。乳化劑溶在油相中，增稠劑溶在水中，采用水加入油中轉相法，控制乳化溫度、時間、攪拌速度進行初乳化，冷卻后即得初乳液。

    采用乳化劑溶在油相中，把水相加入油相的加料次序，可得到顆粒均勻、質量穩定的乳狀液。聚硅氧烷難以乳化，故乳化劑的正確選擇是乳化的關鍵。Span 類和 Tween 類表面活性劑與被乳化物 二甲基硅油的化學結構相似，兩者復配效果好。

    第三步，復配操作。攪拌下，加入消泡、抑泡增效劑和增稠劑水溶液，防腐劑于初乳液中，用高剪切乳化機乳化一定時間即得產品。

    常選用的增稠劑有聚乙烯醇、羧甲基纖維素、海藻酸鈉、羥基纖維素和丙烯酸類聚合物等，各有優缺點，要針對不同的乳化體系和應用環境選用。

    目前有機硅乳液型消泡劑研制的幾個技術難點是：破泡迅速、抑泡持久的硅膏的開發；低泡、無泡乳化體系，尤其是改性硅醚乳化劑的設計、合成和選用；乳液粒徑和穩定性控制；耐高溫、耐強堿、易分散乳液體系的開發等。

    3 紡織印染消泡劑性能測試

    目前紡織印染消泡劑性能測試，國內外都沒有統一的標準，即無國標，也無行標，都是各企業自定的企標。紡織印染消泡劑性能測試方法，是消泡劑研制者、助劑公司和工廠使用者共同關注的焦點，作為企業組織生產、銷售和檢驗的依據，行業共識的標準有待形成。以下介紹的紡織印染消泡劑性能測試方法，望能對行業內助劑產品的標準化，起一定的推動作用。

    3.1 紡織印染消泡劑技術要求

    3.1.1 外觀：液體消泡劑為白色至微黃色均勻乳狀液體。粉狀固體消泡劑為具有一定流動性的粉狀體。

    3.1.2 理化指標：紡織印染消泡劑的理化指標應符合表 1 的要求。

    3.2 試驗方法

    3.2.1 外觀：目測。

    3.2.2 pH 值測定: 稱取 1g 試樣（準確至 0.1mg）于 100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，按 GB/T6368 的規定進行 pH 值的測量。

    3.2.3 離心穩定性：將消泡劑在 3000r/min 的離心機上離心分離 30min，觀察其分層情況。

    3.2.4 穩定性：將 2g 消泡劑樣品放入小試管中用水稀釋 10 倍，浸入沸水中受熱 lh，測其熱穩定性。

    3.2.5 不揮發物含量：稱取約 2g（精確到 0.1mg）試樣于潔凈恒重 W0的蒸發皿中，置于 105（±2）℃烘箱中干燥 3h 后取出，放入干燥器中冷卻 30min 后稱量 W2。W2—W0不揮發物含量 X % = ×100W 1 —W 0 式中 W 0 ——玻璃蒸發皿重量，W 1 —試樣和玻璃蒸發皿烘焙前重量，W 2 —試樣和玻璃蒸發皿烘焙后 重量，兩次平行測定之差應≤0.5%，取兩個平行測定的平均值為試驗結果。烘干法適用于大多數消泡劑，但也有一些例外。有時不揮發物含量，也稱含固量，其實這兩者是不同的，與有效物含量也不能等同。至于有的工廠采用糖量儀，來檢測含固量就更沒有科學道理了。糖量儀測定的是折光率，對應一種物質或質量穩定的助劑產品，其在糖量儀上的讀數是一定的，用來鑒定產品，或測定產品的質量穩定性，是可以采用的。

    3.2.6 消泡抑泡性能：目前國內紡織行業實驗室常采用的消泡性能檢測方法有震蕩搖瓶法、通氣鼓泡法、Ross-Mile 法和洗衣機法等。消泡性能可采用消泡效率、消泡時間和消泡半衰期等表示，針對發泡體系而繪制的消泡性能曲線更加形象具體。

    1) 震蕩搖瓶法測定。室溫下，在 100mL 的具塞量筒中加入一定濃度的被測發泡體系水溶液（如 1% 的十二烷基苯磺酸鈉溶液）20mL，振蕩 30 次之后加入一定量的消泡液，同時啟動秒表，記錄起始泡沫體積 V 0 ，泡沫體積減少一半的時間（即消泡半衰期）和 300s 后的泡沫體積 V 1 ，并記錄泡沫完全消失時所需的時間。 當發泡液泡沫不在明顯減少或首次振蕩 45min. 后，再次將塞量筒振蕩 30 次，記錄即時泡沫體積 V 2 ， 并記錄泡沫完全消失時所需的時間。 消泡效率= (V 0 —V 1 ) ／ V0×100％ 抑泡效率= (V 0 —V 2 ) ／ V0×100％ 消泡效率高，抑泡效率高，消泡時間短，消泡效果好。隨振蕩次數增加和消泡劑加入放置時間的增 長，泡沫完全消失所需的時間也越長。

    2) 通氣鼓泡法：以一定流速的氣體通過一玻璃砂濾機，濾板上盛有一定量的測試溶液；氣體在通過濾板后在容器 (刻度量筒) 中形成泡沫。當固定氣體的流速，并使用同一儀器時，流動平衡時的泡沫生成與破壞處于動態平衡，所以此法包括了消泡性和抑泡性兩種性質。

    如，稱取 0.1g 的試樣（精確到 0.1mg），加 10ml 水稀釋攪勻，即得消泡劑稀釋液。稱取 1.0g（精確到 0.1mg）十二烷基苯磺酸鈉放入 1000ml 燒杯中，加入 400ml 水小心攪拌至全溶，然后將燒杯放入恒溫水浴鍋中，保溫至一定溫度后，再將鼓泡儀鼓泡頭放置于燒杯內的溶液底部，以 2 L/min 鼓氣量開始鼓泡。待泡沫至杯口時，快速均勻地加入消泡劑稀釋液，同時啟動秒表，記錄泡沫消至液面的時間，泡沫再次升到 600ml、800ml、1000ml 和杯口的時間。泡沫消至液面的時間為消泡時間，消泡時間短，消泡效果好。泡沫再次升到 800ml 的時間作為抑泡時間，時間長，抑泡效率高。

    3) Ross-Mile（羅氏）泡沫法：在生產及實驗室中，比較方便而且準確地測量泡沫性能的“傾注法”，也屬于攪動法之類，儀器為“羅氏泡沫儀”。

    在粗管中裝入一定量的試液 (50 毫升)，泡沫移液管中也裝入 200 毫升試液。外套管中通入恒溫水，使試驗在規定溫度條件下進行。試驗時，使 200 毫升試液自粗管上部自由流下，沖擊底部試液后生成泡沫。將一定量的消泡劑加入規定的起泡液中，采用羅氏泡沫儀，測量起泡液中加消泡劑與不加消泡劑時產生的泡沫高度。一般以試液流下 5 分鐘后的泡沫高度 (毫米) 作為起泡能力的量度；但也常以起始泡沫高度及泡沫破壞一半 (即泡沫高度為起始高度的一半) 所需的時間表示起泡性及泡沫穩定性。

    4) 洗衣機法：在生產及實驗室中，也有采用帶加熱的滾筒洗衣機來評價消泡劑的泡沫性能的。以上 4 種測定方法，各有側重，可根據實際應用的工序和所適用的環境來確定。

    3.2.7 其它性能：

    1) 消泡劑水分散性。攪拌下，將 90g 工藝水分次緩慢加入裝有 10g 消泡劑的燒杯中，輕輕搖蕩，觀察其在水中的分散情況 (優：迅速擴散；中：大部分分散很慢，且有少量絮狀物較難分散；差：不易分散，且絮狀物較難消失，杯壁有油)。

    2) 耐高溫（高溫高壓蒸煮試驗）。取一定量消泡劑 YAT722 于燒杯中，用 4 倍左右的水稀釋均勻，置于高壓鍋內蒸煮，當溫度上升到 130℃時開始計時，恒溫恒壓蒸煮 2 個小時，冷卻降溫至室溫。取出樣品觀察耐高溫高壓 (130±2℃，2h) 性能及有無分層、油滴漂出。

    3）耐剪切（抗高剪切性能測試）。取樣品 100mL，攪拌下用水稀釋至 500 mL，分別加熱至 85℃、 95℃，于高速剪切機下以 3000rpm 剪切 lhr，停止剪切，觀察析油情況。

    4）耐電解質、耐酸堿、配伍性和粘稠度等，可根據客戶實際應用的工序和所適用的環境，參照資料 來合同約定。

    4 不同工序中消泡劑的選用

    4.1 高效纖維油劑消泡劑

    在纖維油劑的生產和使用過程中，通常都存在泡沫問題。由于油劑組分多含多種表面活性劑，具有 一定的超泡性，油劑復合生產時產生大量的泡沫，導致整個油劑體系體積增大，油劑裝置不能滿負荷生 產．同時給包裝工序也帶來了麻煩。油劑使用過程中泡沫帶來的問題則更大，油劑乳液輸送時更易起泡， 泡沫外溢不僅造成資源浪費．而且污染勞動環境，同時大量的泡沫包圍著纖維卷曲頭，導致卷曲電機熱 量不能及時散發，造成電機損壞。

    在腈綸生產的上油工序，由于施加油劑，會產生大量泡沫。這些泡沫可影響產品質量，降低生產能 力，甚至阻礙生產的正常進行，因此，常使用抑泡荊加以抑制和消除。采用含硅聚醚作消泡主劑質量分 數 6％～ 8％，配以適宜的醚類乳化分散劑質量分數 8％-10％和余量石油烴溶劑，制備釬維油劑消泡劑， 其消泡效率達 70％以上。在腈綸廠紡絲車問進行了試用，將消泡劑水乳液加入到紡絲上油槽中，該抑泡 劑具有抑泡時間長，消泡速度快，無溢泡現象，產品穩定，不漂油，耐高溫，成本低等特點，絲束卷曲 頭周圍無泡沫包裹，生產正常。

    4.2 漿料漿料、粘合劑和植絨膠等消泡劑

    漿液中若產生泡沫，會給上漿操作帶來很大的困難，漿紗質量也受到影響。因此，在這種情況下漿 液中需添加少量的消泡劑，以抑制泡沫的產生。漿液起泡的原因有物理性起泡和化學性起泡。產生物理 性起泡的原因有攪拌速度太快或調漿時升溫太快忽高忽低等。產生化學性起泡的原因有淀粉中蛋白質含 量高，水中無機鹽如酸式碳酸鹽 Ca (HCO) 2 加熱后亦易起泡沫，部分醇解型 PVA 醋酸根含量高，在堿 性漿中也會產生泡沫，它們起泡的實質都是氣相分散在液相中，CO2 氣體選出所致。有機硅乳液型消泡 劑在丙烯酸酯類漿料得到廣泛應用。

    在 PVA 溶解于水的使用過程中會產生大量的泡沫，必須設法破壞泡沫或防止泡沫的產生，通過對 PVA 在水中溶解發泡原因的分析，選擇適宜的消泡方法，并選用合適的消泡劑在 PVA 樣品、PVA 溶脹過 程、PVA 溶解過程中滴加，進行溶解消泡，可以解決 PVA 在水中溶解產生泡沫的問題。印花色漿是一種復雜的分散體，包括：乳化體 (黏合劑、乳化糊)、懸浮體 (涂料漿)、無機鹽 (催化 劑和還原劑) 以及樹脂和水等。由于這種分散體存在一定量的表面活性劑、水、助劑等，因而在涂料印 花過程中花筒壓過時往往產生大量的氣泡，使織物產生白點、斑點，花形顏色不勻，花色模糊等質量問 題。此外，印花漿的主要成分黏合劑在聚合生產過程中也會產生大量的泡沫，影響生產容器的有效容量， 造成生產損失。因此，這兩個過程都必須加入有效消泡劑，而有機硅乳液型消泡劑可以到達較好的效果。 涂料印花工藝特性要求消泡劑不但具有優異的消泡抑泡效果，而且與印花漿料有良好的配伍性，不 能影響印花漿的流平性，否則會影響表面的光滑平整，產生“魚眼”、“縮孔”等問題。衡量印花漿消泡 劑性能最有效的方法是刮板實驗。乳液型消泡劑可以滿足印花漿的要求。

    近年來國內一些廠家研制生產出半透明微乳丙烯酸酯類植絨膠。非硅系礦物油基消泡劑影響產品透 明度，抑泡不持久，使用受到限制，而有機硅乳液消泡劑則有明顯優勢。

    4.3 前處理——低泡精練劑制造

    可通過兩個途徑來降低精練劑的泡沫：一是在精練劑中加入抑泡劑來獲得低泡效果；二是采用加入 低泡表面活性劑組分以獲得低泡效果。近年來，由于精練劑、滲透劑向耐高堿發展，和 OP-10 的使用受 限制，國內精練劑大體上都采用磷酸酯鈉、SAS、少量非離子表面活性劑和消泡劑等組分為基礎的配方。 磷酸酯原料異構醇價格高漲，很多廠轉向天然醇，P 2 O 5 價格遠低于醇，因此，許多廠在合成磷酸酯時采 用天然醇醇醚、過高的使用 P 2 O 5 ，生產出的精練劑和滲透劑不僅滲透力降低，而且泡沫多，要求消泡劑 成本不能增加，這就對消泡劑提出了挑戰。

    低泡精練劑選用消泡劑要經過嚴格的實驗，要經過復配初選、儲存穩定性和耐堿穩定性 3 個實驗階 段。復配初選考察消泡劑按一定量加入精練劑基礎配方后，對精練劑外觀，應觀察有無漂油、絮凝和沉 淀等，測定消泡性能。對精練劑外觀無明顯影響，可進行儲存穩定性測試，將加有定量消泡劑的精練劑 室溫儲存兩周，再觀察有無漂油、絮凝和沉淀等，測定消泡性能。最后，測定耐堿穩定性，將加有定量 消泡劑的精練劑按 1.5g/L 加入到 120g/L 片堿液中，加熱至 85℃，鼓泡，測定泡沫性能。目前，許多單位實驗中精練劑樣品還選用以乳化劑 OP-10 和烷基苯磺酸鈉為主要成分的復配物，已 很不符合實際。

    4.4 染色——高溫溢流用消泡劑

    滌綸織物在進行高溫噴射染色時，為達到勻染性，必須使織物在機內高速運行。如果泡沫存在，非 常容易造成染色不均及染斑等現象。為此必須在染液中加入一些耐高溫耐剪切的消泡劑，使泡沫在短時 間內迅速消除。

    針對染整廠家的需求我們開發生產的高濃度耐高溫強堿消泡劑 YAT722，經在印染加工行業中試驗， 發現消泡劑 YAT722 耐高溫（130℃）、耐強堿、消泡抑泡好，同時具有優秀的自乳化性能、抗高剪切、不 漂油，特別適用于紡織行業高溫溢流染色工藝。

    4.5 后整理——柔軟劑、軟片用消泡劑

    后整理柔軟劑中減少泡沫，一是在化軟片（膏）制備柔軟劑乳液時，加入消泡劑來消除泡沫或獲得 低泡效果；二是使用低泡軟片（膏）得到低泡效果。試驗表明，前者獲得的柔軟劑能保持更好的低泡性 能，而且只要選用合適的消泡劑，還可降低成本。低泡軟片（膏）只不過是在軟片制備切片前預先加入了消泡劑而已，生產和貯存過程中內含的消泡劑抑泡能力會有所降低。

    5 如何正確使用消泡劑

    5.1 選用消泡劑時應考慮的因素

    在實際操作中經常遇到泡沫太多，形成纏車、堵缸或布不走的現象，這時加入消泡劑可解決問題。消泡劑有耐酸的、耐堿的、不耐高溫的，無論哪種都含有硅油，在使用不合理或一定的環境中會破 乳，形成硅油。使用時要小心，用量少了達不到效果，用量多了會造成污染，應選擇一個最佳的量。因 用量越多硅油就越多，建議盡可能少用。在操作時應把消泡劑用大量水充分稀釋，并過濾入缸。只有正 確使用，才能保證質量，避免出現油斑。

    現有數千種化學物可單獨或混合作為消泡劑。因此，選用消泡劑前，應征求專家意見。 選用消泡劑時，還應考慮多種變量，主要包括法規要求、產品有效性、生產成本和供應商服務。消 泡劑產品應合理配方，除了泡沫抑制作用外，應盡量在使用環境中降低對產品的影響。一般來說，消泡劑用量越小，對產品產生的影響越低。

    要盡量用無泡或低泡的助劑。所謂的無泡助劑，其實供應商在出售之前已經加了消泡劑了。使用適當的消泡劑來做，價格便宜質量又好。

    5.2 合理稀釋硅酮消泡劑

    硅酮消泡劑濃縮物/乳劑必須用冷水（低于 30℃）預稀釋。按步驟添加冷水，徹底攪拌，以避免分布不均的塊狀存在。如果冷水的硬度較高，會導致稀釋不均或乳劑結塊，兩者均可能導致硅酮沉淀于織物或機械部件上。添加纖維素增稠劑類增稠劑體系，可穩定已稀釋的消泡劑乳劑。稀釋產品若放置時間過久，還應該加入殺菌劑，以防腐臭變質，尤其是溫度較高的季節。

    5.3 避免硅酮在織物上形成斑點或沉積在設備之上

    首先，應進行生產試用和實驗室試用，以確定有效抑制泡沫所需的最低消泡劑用量。必須避免劑量過大，才能實現低成本高性能。

    其次，應確保良好的工藝條件，如溫度、pH 值、其他原材料和電解液濃度和剪切力等。應在投入生產之前在實驗室內在上述條件下對消泡劑體系的穩定性進行試驗。即使在稀釋之後，也不能將消泡劑直接添加到熱加工過程中。

    當使用不當而發生高溫破乳時，也會造成嚴重油斑污漬。有機硅油類斑漬很難處理，僅用堿劑和乳化劑是無法去除掉的，一般只能購買專用“硅油凈”或者“去油靈”進行刷洗。面積范圍較大的可以用硅油凈 l0g ／ L 加適量燒堿煮練。

    我們研制生產了系列紡織印染用消泡劑，不僅保證質量，而且擁有紡織印染專家團隊，能為客戶提供完善的售后超值服務和及時有效的技術支持。新近研制的紡織印染消泡劑 YAX999C 和 YAX992C，消泡更迅速和抑泡更持久，具有更高的性價比。其分散性好、耐高溫、耐酸堿、耐電解質、耐剪切，與各種染化料配伍性能好，不漂油、無硅斑；安全無毒，不含烷基酚醚（APEO），符合環保要求適宜的粘稠度和濃度，便于使用、稀釋，能滿足印染行業各道工序和助劑的需要。

    總之，消泡劑的性能是印染廠首先所考慮的，高效穩定的消泡劑才能被市場所接受。