有机硅消泡剂：带来消泡性能的提升还是更多的风险？

从造纸原料开始至获得白浆的不同阶段（见图1），从左至右依次为：木片，蒸煮后的纸浆，洗后浆和漂白后的纸浆，整个过程的每个步骤都会消耗大量的水，并产生大量的泡沫。这些泡沫将干扰正常生产，使纸张质量下降……必须将其尽量减少。

图1 从造纸原料至获得白浆的各阶段的实物照片

用于消除泡沫问题的消泡剂（或止泡剂）对制浆厂的经营起着至关重要的作用。有机硅消泡剂对消除泡沫问题特别有效，并已显示出诸多好处，其中包括有助于实现工厂的可持续发展目标。

1 为什么选择有机硅？

有机硅指的是一类以无机硅氧烷为骨架的聚合物材料，由重复的Si—O单元组成（见图2）。它通过改变链长、三维结构以及与Si原子相连的有机基团的类型，代表了聚合物的无限可能，这也是其获得广泛应用的主要原因。

图2 有机基团R修饰的聚硅氧烷

用于消泡剂的硅油是一种具有高疏水性和极低表面张力的聚合物，是制造消泡剂的理想选择。一旦聚二甲基硅氧烷（PDMS）与疏水性颗粒（如沉淀物或气相二氧化硅）结合，就会形成一种效果更好的消泡剂（见图3）。

图3 （a）有机硅消泡剂液滴图示（图中分别标出了疏水性PDMS油和二氧化硅疏水性颗粒）；（b）消泡机理

为解决其他有机消泡剂性能较差的问题，于20世纪80年代在洗浆工艺流程中引入了有机硅消泡剂。有机硅消泡剂对高pH和高温的适应性使其广受欢迎，几乎在一夜之间，它们取代了当时所使用的其他解决方案。