摘要：本研究表征了以不同官能度的聚醚（脂肪醇聚醚、丙二醇聚醚、甘油聚醚，官能度分别为1、2、3）和脂肪酸为原料合成的聚醚酯结构，着重探讨了3种官能度聚醚酯的消泡性能。结果表明，硬脂酸为优选脂肪酸，起始剂为十八醇、环氧乙烷（EO）与环氧丙烷（PO）物质的量比为3∶7时，合成的脂肪醇聚醚酯消泡剂的消泡性能最佳；POEO或EOPOEO嵌段的丙二醇聚醚酯（EO在聚醚链段末端）具有良好的消泡效果；相对分子质量3 000的甘油聚醚合成的甘油聚醚酯消抑泡效果最佳。优选的十八醇聚醚酯在低温生活用纸白水中消抑泡效果好，丙二醇聚醚酯和甘油聚醚酯分别在高温箱纸板和文化用纸白水中消抑泡效果好。3种聚醚酯溶液浓度增至0.6 g/L时，表面张力均为27.0 mN/m。

在造纸工业生产中，由于生产体系中存在表面活性剂，往往会产生泡沫，给工业生产和加工过程带来负面影响。目前，除物理法负压脱除泡沫，也可采用加入消泡剂快速消泡的方法。制浆造纸过程中的泡沫存在于整个流程，包括制浆、纸张抄造、涂布、水处理等。其中，在纸张抄造过程中，不同纸种的白水起泡能力各不相同，目前，箱纸板、文化用纸、生活用纸、白卡纸白水使用聚醚或聚醚酯类消泡剂进行消泡已被证实非常有效。在造纸白水系统中，聚醚酯类消泡剂具有很强的抑泡性能。聚醚中含有环氧乙烷/环氧丙烷（EO/PO）链段，调节EO、PO比例可以得到不同浊点的聚醚，当浊点低于白水温度时，聚醚可以消泡。长碳链的聚醚酯可以消泡外，还可以脱除造纸白水中的细小气泡，脱气性良好。一般造纸白水使用高碳醇脱气、聚醚消除表面泡沫，但在工业生产中，聚醚酯既可以脱气，又可以消除表面泡沫，结合了高碳醇消泡剂和聚醚消泡剂的优势。

聚醚脂肪酸酯由聚醚和脂肪酸经酯化反应制得。聚醚和脂肪酸酯化后，脂肪酸碳链长度决定了聚醚脂肪酸酯的特性，如亲油性等，对控泡有一定影响。同时，聚醚中PO和EO物质的量比也会影响聚醚脂肪酸酯的水分散性，EO占比大，水分散性增大，但消泡性下降；PO占比大，水分散性下降，亲油性增强，对消泡与控泡有利，但nPO∶nEO太大会影响消泡剂向泡沫中的扩散，消泡速度下降，因而必须有一个平衡值。

本研究以不同官能度聚醚和不同碳链长度脂肪酸为变量，分析了脂肪酸碳链长度、聚醚起始剂、EO/PO物质的量比、EO/PO嵌段方式、聚醚相对分子质量等情况下制备的聚醚脂肪酸酯消泡剂性质及最佳消泡效果。进一步分析了不同白水温度、不同白水种类条件下，不同官能度聚醚脂肪酸酯消泡剂的白水适配体系，为造纸湿部系统泡沫的消除提供了解决方案。

1实验

1.1实验原料、试剂与仪器

生活用纸白水，自制；箱纸板白水，浙江山鹰纸业有限公司；文化用纸白水，芬欧汇川有限公司。

5种脂肪醇聚醚（官能度1，相对分子质量2 000，EO与PO物质的量比为2∶8，起始剂分别为辛醇、十二醇、十四醇、十八醇、二十二醇），4种十八醇聚醚（相对分子质量2 000，EO与PO物质的量比分别为3∶7、5∶5、7∶3、全PO），工业级，山东蓝星东大化工有限公司；4种丙二醇聚醚（官能度2，相对分子质量2 000，EO与PO物质的量比为2∶8，EO/PO嵌段方式包括EOPO、POEO、EO⁃POEO、POEOPO），5种甘油聚醚（官能度3，相对分子质量1 000、2 000、3 000、5 000、6 000，EO与PO物质的量比为2∶8），工业级，江苏钟山化工有限公司；辛酸、月桂酸、十四酸、硬脂酸、山嵛酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；对甲苯磺酸，分析纯，上海麦克林生化科技股份有限公司。

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1.2聚醚酯消泡剂的合成

称取一定质量的聚醚包括不同脂肪醇聚醚、丙二醇聚醚和甘油聚醚，同不同脂肪酸置于500 mL的反应烧瓶内，搅拌，升温，当温度上升至80℃时，加入0.2%（相对于体系总质量）的对甲苯磺酸作为催化剂，改变体系状态为真空，压力在−0.095 MPa以下。继续升温至140℃，保温4 h，然后降温至60℃，加入NaHCO₃中和催化剂，继续搅拌降温至室温，得到聚醚脂肪酸酯（以下简称聚醚酯）消泡剂。以硬脂酸为例合成的不同聚醚酯如图1所示。

图1 3种聚醚硬脂酸酯的反应式