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不同官能度聚醚酯結(jié)構(gòu)、消泡性能、表面張力測定（二）
來源：《中國造紙》 瀏覽 105 次 發(fā)布時(shí)間:2025-11-20
1.3聚醚酯消泡劑的表征
化學(xué)結(jié)構(gòu)：通過FTIR-650型傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR，天津港東科技發(fā)展股份有限公司），采用KBr涂膜法測定聚醚酯消泡劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
表面張力：將聚醚酯消泡劑在室溫下，與水配成不同質(zhì)量濃度的溶液，用表面張力儀進(jìn)行測定。
1.4白水中聚醚酯消泡劑消泡性能的測試
白水中聚醚酯消泡劑的消泡性能測試方法為循環(huán)鼓泡測試法，具體操作如下：取造紙白水，加熱至40℃，轉(zhuǎn)入恒溫循環(huán)鼓泡儀，調(diào)整白水液面到玻璃管刻度200 mL處，開啟循環(huán)鼓泡泵，泡沫升高至玻璃管刻度500 mL時(shí)，用移液槍加入5μL的聚醚酯消泡劑，將加入消泡劑的時(shí)間記為0，加入消泡劑后，開始記錄5、15、30、45、60、……、240 s時(shí)的泡沫體積（玻璃管刻度），并繪制泡沫曲線。
2結(jié)果與討論
2.1脂肪酸碳鏈長度對聚醚酯消泡劑消泡性能的影響
以十八醇聚醚（相對分子質(zhì)量2 000，EO與PO物質(zhì)的量比為2∶8）和脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，分析不同碳鏈長度脂肪酸合成的聚醚酯消泡劑對自制生活用紙白水消泡性能的影響。
圖2脂肪酸碳鏈長度對聚醚酯消泡劑消泡性能的影響
圖2為脂肪酸碳鏈長度對聚醚酯消泡劑消泡性能的影響。其中，C8為辛酸，C12為月桂酸，C14為十四酸，C18為硬脂酸，C22為山崳酸。從圖2可以得出，硬脂酸聚醚酯消泡劑具有最佳的消泡效果；而山崳酸聚醚酯消泡劑由于碳鏈太長，在水中的分散性稍差，消泡性能不如硬脂酸聚醚酯消泡劑；碳鏈長度14及以下的脂肪酸合成的聚醚酯消泡劑，由于脂肪酸碳鏈長度偏低，對應(yīng)的聚醚酯消泡劑消泡效果較差。因此，以下研究均采用硬脂酸進(jìn)行酯化反應(yīng)。
2.2聚醚起始劑碳鏈長度對消泡劑性能的影響
使用硬脂酸和不同脂肪醇聚醚（相對分子質(zhì)量2 000，EO與PO物質(zhì)的量比為3∶7）進(jìn)行酯化反應(yīng)，以脂肪醇聚醚起始劑（辛醇、十二醇、十四醇、十八醇、二十二醇）碳鏈長度（8~22）作為變量，分析不同聚醚起始劑碳鏈長度的脂肪醇聚醚酯消泡劑對自制生活用紙白水的消泡性能，結(jié)果見圖3。
聚醚起始劑碳鏈長度是脂肪醇聚醚酯消泡劑的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，當(dāng)聚醚起始劑碳鏈長度較小時(shí)，脂肪醇聚醚酯消泡劑的疏水性較弱，當(dāng)聚醚起始劑碳鏈長度較大時(shí)，脂肪醇聚醚酯消泡劑對泡沫液膜的滲透性減弱，導(dǎo)致其消泡性能有所下降。由圖3可知，當(dāng)聚醚起始劑碳鏈長度為18~22時(shí)，脂肪醇聚醚酯消泡劑表現(xiàn)出較好的消泡性能，尤其是聚醚起始劑為十八醇時(shí)，消抑泡沫效果最佳。
圖3不同聚醚起始劑制備的聚醚酯消泡劑消泡性能
2.3十八醇聚醚中EO與PO物質(zhì)的量比對消泡劑性能的影響
使用硬脂酸和不同十八醇聚醚（相對分子質(zhì)量2 000，EO與PO物質(zhì)的量比分別為3∶7、5∶5、7∶3、全PO）進(jìn)行酯化反應(yīng)，分析EO與PO物質(zhì)的量比對十八醇聚醚酯消泡劑在自制生活用紙白水中消泡性能的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，當(dāng)EO占比偏高（超過50%）時(shí)，十八醇聚醚濁點(diǎn)偏高，對應(yīng)的聚醚酯更親水，在水中更容易起泡，因此消泡效果較差；當(dāng)PO占比偏高（超過70%）時(shí)，十八醇聚醚濁點(diǎn)偏低（可低于20℃），對應(yīng)的聚醚酯更疏水，因此消泡性能更優(yōu)越；當(dāng)十八醇聚醚聚合鏈段為全PO時(shí)，對應(yīng)聚醚酯的疏水性偏高，水中分散性下降，消泡性能變差。
圖4不同EO與PO物質(zhì)的量比下的十八醇聚醚酯消泡劑消泡性能
圖5不同EO/PO嵌段方式下的丙二醇聚醚酯消泡劑消泡性能
2.4丙二醇聚醚中EO/PO嵌段方式對消泡劑性能的影響
使用硬脂酸和丙二醇聚醚（相對分子質(zhì)量2 000，EO與PO物質(zhì)的量比為2∶8）進(jìn)行酯化反應(yīng)，以丙二醇聚醚不同嵌段方式為變量，分析丙二醇聚醚酯消泡劑在自制生活用紙白水中的消泡性能，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，嵌段方式為POEO、EOPOEO的丙二醇聚醚對應(yīng)的聚醚酯消抑泡沫效果稍好于嵌段方式為EOPO、POEOPO的丙二醇聚醚對應(yīng)的聚醚酯。這是由于末端為EO鏈段的聚醚更親水，酯化物在水中具有更好的分散性，使對應(yīng)的聚醚酯消泡效果和抑泡能力均稍好于聚醚末端為PO鏈段的丙二醇聚醚對應(yīng)的聚醚酯。
2.5甘油聚醚相對分子質(zhì)量對消泡劑性能的影響
圖6不同相對分子質(zhì)量聚醚對應(yīng)的聚醚酯消泡劑消泡性能
使用硬脂酸和甘油聚醚（EO與PO物質(zhì)的量比為2∶8）進(jìn)行酯化反應(yīng)，分析不同相對分子質(zhì)量的甘油聚醚酯消泡劑對自制白水的消泡性能，結(jié)果如圖6所示。從圖6可以得出，甘油聚醚相對分子質(zhì)量1 000的甘油聚醚酯消泡劑（M1000）的消泡和抑泡效果均較差，甘油聚醚相對分子質(zhì)量2 000的甘油聚醚酯消泡劑（M2000）的消泡效果好，但抑泡性能較差，甘油聚醚相對分子質(zhì)量3 000的甘油聚醚酯消泡劑（M3000）的消泡性能和M2000相似，甘油聚醚相對分子質(zhì)量5 000和6 000的甘油聚醚酯消泡劑（M5000和M6000）的抑泡性能較好，強(qiáng)于M3000，但消泡性能較差，甘油聚醚相對分子質(zhì)量最大的甘油聚醚酯消泡劑M6000消抑泡沫性能不如M5000。
這說明當(dāng)甘油聚醚相對分子質(zhì)量在2 000~5 000范圍內(nèi)時(shí)，甘油聚醚酯在水中的分散性好，消泡速度快，當(dāng)相對分子質(zhì)量偏高時(shí)，甘油聚醚酯在水中的分散性差，但甘油聚醚酯消泡劑的持續(xù)抑泡效果好；甘油聚醚相對分子質(zhì)量小于2 000和大于6 000對應(yīng)的聚醚酯消泡劑，在消泡速度和抑泡性能上，均具有較差的效果。