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消泡机理与消泡剂

2013/8/12 22:55:12点击:

       在工业生产中,泡沫会带来很多麻烦,消灭有害的泡沫可以利用静置、减压(抽真空)、加温或加压等办法,但是当需要在短时间内,迅速而有效地消除泡沫时.就需要借助于添加消泡剂。目前消泡剂的用量不断增加,使用领域也越来越广。例如:生产四环素、链霉素、味精等医药、食品工业原来每年要耗用花生油来消泡,其量惊人,现在逐步被聚醚消泡剂L61、L62取代。
       泡沫可以在含有表面活性剂的溶液中发生,也可以用于不用表面活性剂的场合,例如造纸、发酵、制糖、石油蒸馏等行业,由于某些其它因素,有时也产生泡沫而影响生产的正常运行,因而消泡剂的用途十分广泛。
在印(yin)染行业中,形成泡(pao)沫(mo)会使染料上染不(bu)(bu)匀而形成泡(pao)沫(mo)色斑,也会使织(zhi)物漂(piao)浮(fu)而打结(jie),特别是在溢流、喷(pen)射染机中很(hen)容易因泡(pao)沫(mo)而形成布疋打结(jie)或堵塞管道。使生产(chan)带来不(bu)(bu)利。造(zao)成疵(ci)品。
       在医学(xue)上(shang)进行心脏手术的(de)外循(xun)环,如果血液内有气泡(pao)可(ke)以致人死命(ming),使用消(xiao)泡(pao)物质消(xiao)泡(pao)就可(ke)避免(mian)。
       在洗衣(yi)粉行业,泡(pao)沫(mo)虽(sui)然(ran)有助于(yu)去杂,但是(shi)在洗衣(yi)机(ji)中因泡(pao)沫(mo)而使(shi)皂液(ye)外溢,在江(jiang)河中也(ye)会形成泡(pao)沫(mo)山,影(ying)响航运,污染环境,使(shi)水中鱼类(lei)等生(sheng)物致死,因此人们(men)欢迎(ying)使(shi)用低(di)泡(pao)或无泡(pao)洗衣(yi)粉。
        在油漆、涂料、制糖、合成氨、化肥、合成纤维、豆制品加工,地下储油罐的合成树脂材料、纸上涂层、造纸废液处理、液体产品的包装、石油开采等行业,都会因泡沫而造成麻烦,需大量使用消泡剂

        一、消泡剂的要求
       理想的消泡剂,其物化性能必须满足使用体系的要求,一般地说,选择消泡剂时必须考虑下列要求:
       (1) 消泡能(neng)力强.使用极少量时就能(neng)有效(xiao)地消除泡沫;
       (2)具有被消泡体系更低的表面张力,也就是说,消泡剂本身的表面张力要低;
       (3)消泡剂加入以后,不会影响被消泡体系的基本性能;
       (4)不溶于(yu)被(bei)消泡体系中,也不易被(bei)体系中的表面活(huo)性剂所增溶,若被(bei)增溶后,便失去有消泡能力而失去抑(yi)泡能力;
       (5)表面的平衡性要好(hao);
       (6)不与被消泡(pao)介质(zhi)起反应,也不会被其分解降(jiang)解,具有良好的(de)化学稳定性;
       (7)具有良好的扩(kuo)散性和(he)渗透(tou)性,也(ye)就是在泡(pao)沫(mo)介质中具有正的扩(kuo)散系(xi)数(shu),具有在泡(pao)沫(mo)表面很快(kuai)的铺展(zhan)能力;
       (8)消泡剂的耐热性能要好,在高温时不致失去效力;
       (9)具有良好的气体溶解(jie)性和透过性,使气体不易聚集而从泡(pao)(pao)沫中消(xiao)失,泡(pao)(pao)沫也就容易消(xiao)除;
       (10)在被消泡体系中具有高的生理活性,安全性高,消泡剂本身最好是无毒性,至少是低毒物质;
       (11)具有低(di)的COD、BOD和TOD值(zhi);
       (12)具有良(liang)好的贮存稳定性;
       (13)具有长时间的消泡效应,有的消泡剂能迅速消泡,但时间一长即失效;
       (14)成本要低;
       (15)不增加表(biao)面活性剂水溶液的表(biao)面粘(zhan)度。
        要同时达到上述要求的消泡剂是很难的,只能在主要性能上满足被消泡体系的要求。每一种消泡剂,只能对某一体系或数种体系有效.不能期求用一种消泡剂都能达到消泡的目的。另外,同一个泡沫体系也可选用多种不同的消泡剂,正因为如此,消泡剂的品种很多,至少在500个以上。使用者就得进行试验,选用最有效最经济的消泡剂。现在消泡剂的研究已引起广大研究者的兴趣,每年发表的文献在百篇以上,新品种和新专利层出不穷。 
 

        二、消泡机理
        泡沫的消泡机理至今尚未完全清楚,有一些不同的理论观点。还有待进一步研究。消泡剂具有两方面的性能.一是破泡性,即将已形成的泡沫迅速破泡的性能,一般地说,铺展性(分散性)好的物质,其破泡性好;二是抑泡性,抑泡性是指抑制溶液起泡的能力,一般地说,溶解度小的物质其抑泡性好,抑泡剂必须具有破泡能力,所以,理想的消泡剂是既具有良好的铺展性又是溶解度小的化学品。
        大家都知道,纯(chun)净的水是(shi)不易形(xing)成稳定的泡沫(mo)的。加入(ru)表面活性物质后便易形(xing)成泡沫(mo),这是(shi)因(yin)为形(xing)成泡沫(mo)必(bi)须具备下列因(yin)素(su):
       (1)降低表面能力使气(qi)体易在液体中分散(san);
       (2)具有(you)稳定(ding)的(de)泡沫(mo)膜(mo),膜(mo)的(de)弹(dan)性(xing)会耐气泡的(de)压(ya)力,一般在液(ye)膜(mo)表(biao)面(mian)吸(xi)附了表(biao)面(mian)活性(xing)剂的(de)双分子层,液(ye)膜(mo)的(de)弹(dan)性(xing)可以抑制液(ye)膜(mo)局(ju)部(bu)减少或抵制液(ye)膜(mo)的(de)伸(shen)展(zhan)压(ya)力,在液(ye)膜(mo)伸(shen)展(zhan)或液(ye)膜(mo)减薄过程(cheng)中(zhong)能(neng)产(chan)生反(fan)(fan)伸(shen)展(zhan)或反(fan)(fan)减薄的(de)力,这些都是吸(xi)附了双分子层的(de)表(biao)面(mian)活性(xing)剂的(de)后果;
       (3)为防止液(ye)(ye)膜间液(ye)(ye)体的(de)流失,要(yao)有(you)一定的(de)粘(zhan)度.它能阻止气(qi)泡的(de)并合,另外(wai),液(ye)(ye)膜表面最好(hao)有(you)较高的(de)动(dong)电层电位,能抑止气(qi)泡的(de)并合。
        当液(ye)(ye)体容积大于(yu)(yu)气(qi)(qi)体容积时,形(xing)成的(de)(de)(de)泡沫(mo)是(shi)球(qiu)形(xing)的(de)(de)(de),当气(qi)(qi)泡超过(guo)最致密的(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)分布时。就形(xing)成多面体泡沫(mo),气(qi)(qi)泡失去了(le)独立(li)性,形(xing)成一(yi)**,泡沫(mo)间的(de)(de)(de)通道,就构(gou)成了(le)节点所(suo)连接成的(de)(de)(de)相互有联系的(de)(de)(de)网络,液(ye)(ye)体的(de)(de)(de)流失是(shi)通过(guo)节点(P点)而抽吸出去的(de)(de)(de),因(yin)为(wei)节点的(de)(de)(de)压力(li)(li)小(xiao)于(yu)(yu)液(ye)(ye)膜A点的(de)(de)(de)压力(li)(li)(r为(wei)表面张力(li)(li).R为(wei)半径),故(gu)液(ye)(ye)体自动(dong)地从A点向P点流动(dong),于(yu)(yu)是(shi)液(ye)(ye)膜逐渐变薄约50~100×10-7cm,即50~100Å,(图1)当液(ye)(ye)膜变薄到(dao)临界厚度时,由于(yu)(yu)气(qi)(qi)泡内部压力(li)(li)会(hui)使气(qi)(qi)泡破裂(lie)。
        消泡剂的消泡机理有多种说法,现在常用的是Ross理论。此理论认为,消泡剂都是在溶液表面易于铺展的液体,此液体在溶液表面铺展时会带走邻近表面的一层溶液,使液膜变薄,于是达到临界液膜厚度以下,导致液膜破裂,泡沫破坏(见图2)。在一般情况下,消泡剂在溶液表面上铺展得越快,则使液膜变得越薄.消泡作用也就越强,例如n-C3F7CH20H在十二烷基硫酸钠的水溶液表面的铺展速度(为4.6cm/s)比C8H17OH的铺展速度(为3.6cm/s)大,所以前者对十二烷基硫酸钠水溶液所生成的泡沫的消泡能力比后者强.一般消泡剂的表面张力较低,凡表面张力低的物质,容易被液膜表面吸附,吸附后消泡剂分子取代了起泡剂分子并使液膜局部的表面张力降低(即表面压增高),于是铺展即从此局部开展,铺展时带走了靠近表面的液体,使液膜变薄.同时形成了弹性较差,强度较低的液膜,这也加快了排液速度,因此泡沫即破裂。乙醚、异戊醇及n-C3F7CH20H、有机硅、聚醚即属于此类消泡剂。例如聚醚消泡剂L61在0.1%浓度时,其表面张力为36×10-5N/cm,因其分子大小和结构性质与起泡剂不相容而相互干扰,与起泡剂分子混杂时,即在泡沫膜间打进了一个楔子,再进行快速铺展而使泡沫膜破坏.导致破泡。
         另一种消泡剂是通过与起泡剂发生化学反应而使起泡剂失去起泡能力,例如用脂肪酸皂作为起泡剂的水溶液,可以加入酸类,使其成为脂肪酸而消泡,也可以用加入钙、镁、铝盐等形成不溶性脂肪酸盐使泡沫破坏,但这种方法容易引起设备管道堵塞和设备腐蚀等缺点。
        为什么有的消泡剂缺乏长效性?在消泡剂加入泡沫液中经一定时间后就丧失了效力。这主要是因为消泡剂被泡沫液中的起泡剂被增溶,当起泡剂浓度超过cmc值后,在溶液中便形成胶团,消泡剂有可能被增溶(也称加溶)在胶团中,使消泡剂失去铺展力。在初加入消泡剂时,表面铺展速度大于增溶速度,具有良好的消泡作用。随着时间推移,消泡剂逐步被增溶,即失去消泡张力,例如油酸钠作为起泡剂时,其浓度为0.2%,已超过cmc,它对磷酸三丁酯(消泡剂)的加溶量约为0.3%,所以当磷酸三丁酯浓度较小时,消泡剂的长效性较差。
        为什么消泡剂缺乏泛用性能呢?一个消泡剂只能对某些泡沫溶液有效,而对有些泡沫则无效,这是因为加入的消泡剂若与起泡剂的分子从分子结构大小和性能上不相干扰,那就不会破坏泡沫,没有消泡作用,这就是消泡剂有选择性的原因.对使用者来说,切莫认为消泡剂是万能的。
        抑泡(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)机(ji)(ji)理(li)是(shi)(shi)破(po)坏泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)条件。抑泡(pao)(pao)(pao)作用(yong)的(de)(de)(de)机(ji)(ji)理(li)有两种:一是(shi)(shi)抑泡(pao)(pao)(pao)剂首先(xian)被泡(pao)(pao)(pao)膜(mo)(mo)吸(xi)附,排挤或消除起泡(pao)(pao)(pao)剂的(de)(de)(de)吸(xi)附层(ceng)。由于抑泡(pao)(pao)(pao)剂的(de)(de)(de)铺展性(xing)能,而内(nei)聚力(li)(li)小(xiao),所(suo)以(yi)抑制了泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成。二(er)(er)是(shi)(shi)抑泡(pao)(pao)(pao)剂取代泡(pao)(pao)(pao)膜(mo)(mo)中的(de)(de)(de)起泡(pao)(pao)(pao)剂,形(xing)(xing)成缺乏(fa)弹性(xing)的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)膜(mo)(mo),在气体压力(li)(li)下(xia)易于破(po)坏,致使泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)不(bu)能形(xing)(xing)成。因为抑泡(pao)(pao)(pao)剂是(shi)(shi)一种脆性(xing)的(de)(de)(de)、排列紧密的(de)(de)(de)表面膜(mo)(mo),例如脂肪酸(suan)钙可以(yi)阻(zu)止十(shi)二(er)(er)烷基苯磺酸(suan)钠或十(shi)二(er)(er)烷基硫酸(suan)钠溶液(ye)形(xing)(xing)成泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)就是(shi)(shi)形(xing)(xing)成这种脆性(xing)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)缘故。。
         消泡剂在泡沫液中的用量是比较小的,一般在0.02%~0.1%(对液重),甚至更少就可以达到目的,这是因为破坏泡沫膜有少数几个消泡剂分子在泡沫膜上打上一个缝隙就可以破坏泡沫了,用量不宜太高,有时反而会形成消泡剂与介质的吸附而制造不必要的麻烦。 

        三、消泡剂的种类
        消泡剂的分类方法很多,有的分为破泡剂和抑泡剂,破泡剂又称暂时性消泡剂,加入泡沫液中即能使泡沫破裂,但摇动溶液,再起泡时就失去作用。抑泡剂又称耐久性消泡剂,可在相当长的时间内抑制泡沫的形成,摇动溶液不再发生泡沫。最理想的消泡剂是既有破泡能力又有抑泡能力.但很难做到,具有破泡能力的液体,其表面张力都较低,如醇类,且易吸附铺展于泡沫的液膜上。当破泡剂铺展吸附于泡沫膜上后,能使液膜的局部表面张力降低,同时带走液膜下部邻近液体,导致液膜变薄而破裂。一般地说,破泡剂在液膜上铺展得越快.液膜变得越薄,破泡能力越强。具有破泡能力的破泡剂不一定有抑泡能力,反之亦然。有效的消泡剂常用破泡剂与抑泡剂拼混,例如汽巴的Albegel FFB即是有机硅与醇类的拼混物。
        有人把消泡剂分为有机硅消泡剂、非硅消泡剂和聚醚型消泡剂三类.有机硅消泡剂消泡效果好,但乳化不完全则严重影响其效果,以甲基硅油、乙基硅油则属此类,它对油溶液的消泡效果满意,而改性硅油则对水性体系的消泡效果好。非硅消泡剂是指脂肪酰胺及磷酸酯型有机化合物,这一类消泡剂对致密型泡沫的消除能力较差,应用上有某些局限性。聚醚型消泡剂是指环氧丙烷与环氧乙烷的嵌段共聚物(商品名称是pluronic)。下面分别介绍(按化学组分来分)
        1.醇类
        常(chang)用的醇(chun)(chun)类(lei)是(shi)具有支(zhi)键的醇(chun)(chun),如(ru)二乙(yi)(yi)基(ji)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)、环己(ji)醇(chun)(chun)、十六(liu)烷醇(chun)(chun)(鲸蜡醇(chun)(chun))、异辛醇(chun)(chun)、异戊(wu)醇(chun)(chun)、二异丁基(ji)甲(jia)醇(chun)(chun)等。醇(chun)(chun)类(lei)一般都有异味,这些品种常(chang)用于制糖、发酵、石油(you)精制、骨胶和(he)动物(wu)胶,造(zao)纸(zhi)和(he)印染工(gong)业(ye)中。醇(chun)(chun)的碳原子(zi)数和(he)支(zhi)链大些的其消泡(pao)能力较好(hao),如(ru)二乙(yi)(yi)基(ji)己(ji)醇(chun)(chun),二异丁基(ji)甲(jia)醇(chun)(chun)。
醇类消泡剂使用时,其用量在0.01~O.10%之间。
        2.脂肪酸(suan)及(ji)脂肪酸(suan)酯类
        脂肪酸及脂肪酸酯类消泡剂有牛油、猪油、失水山梨醇单月桂酸酯、三油酸酯、甘油脂肪酸酯、硬脂酸异戊酯、二甘醇酯、双乙二醇月桂酸酯、蓖麻油、豆油、甘油蓖麻油酸酯、链烯基琥珀酸衍生物、失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯单月桂酸酯、天然蜡、聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯琥珀酸二硬酰酯、硬脂酸乙二醇酯。其中油脂类用于食品、工业。矿物油虽不属于脂肪酸一类,但也可用作消泡剂,可用于印花色浆、造纸行业的消泡,如火油、松节油、液体石蜡。上述脂肪酸及其脂的消泡剂可用于造纸、纸浆、染色、建筑涂料、发酵、石油精制、酒精、锅炉、粘合剂、食品、不冻胶等使用。如失水山梨醇单月桂酸酯(span 20)用于奶糖液的蒸发、干燥,鸡蛋蛋白及蜜糖液的浓缩时的消泡,span 85用作酪素胶液的蒸发。
油脂类消泡剂使用时的用量为0.05~2%,脂肪酸酯类消泡剂用量为0.002~0.2%。
        3.酰胺类
        酰胺类消泡剂有二硬脂酰乙二胺、二棕榈酰乙二胺、油酰二乙烯三胺缩合物、聚丙烯酰胺、双十八酰基呱啶、聚氧烷基酰胺等。分子量较大的多酰胺是锅炉用水的防泡剂。此外此类消泡剂还用于浆粕及造纸和涂料。其中二硬脂酰乙二胺、二棕榈酰乙二胺以及油酰二乙烯三胺缩合物等,使用效果较好。使用用量为O.002~0.005%。
        4.磷酸酸类
        磷酸酯类消泡剂最常用的是磷酸三丁酯,其它如磷酸三辛醋及磷酸戊、辛酯有机胺盐、磷酸三(丁氧乙基)酯亦常应用。不溶于水的磷酸酯,可先溶于与水易混溶的有机溶剂如乙酸、丙酮、异丙醇等中,然后再用作水溶液的消泡,有较好的效果。这类消泡剂常用于纤维、润滑油的消泡,特别是齿轮润滑油的消泡。磷酸酯类消泡剂使用时的用量为O.025~O.25%。
        5.有机硅(gui)类
        有机硅类消泡剂是目前染整、食品、发酵、造纸、化工生产、粘合剂、胶乳、润滑油等行业中使用较广泛的消泡剂。有机硅类消泡剂,其表面张力很低,在水/油中溶解度小,容易吸附于泡膜表面;在泡膜上及液面上易铺展,而且其形成的表面膜弹性差、强度低、挥发性低,二甲基硅油在100℃的蒸气压为6.67mPa,在220℃为40MPa,属化学惰性物质;无毒性,聚合度较高,口服LD50达100g/kg。因此是一种优良的消泡剂。硅油非但能用于水溶液体系,对非水体系也有效,而且用量较少。由于这些优点。此类消泡剂的商品品种较多,使用量也较大,已成为消泡剂中的主要品种。有机硅消泡剂有强的破泡力,能长时间反复持续地进行破泡、抑泡。但并不是万能的消泡剂
        可以(yi)使用(yong)的有机硅(gui)有二(er)甲基(ji)(ji)硅(gui)油(you)、乙基(ji)(ji)硅(gui)油(you)、变性(xing)硅(gui)油(you)等(deng),它们常(chang)与白碳黑(二(er)氧化(hua)硅(gui)气溶胶)一起乳(ru)化(hua)成(cheng)乳(ru)液。
        (1)二甲基硅油及乙基硅油,两者是指聚二甲基硅氧烷及聚二乙基硅氧烷,它们溶解度极小,而且难以乳化,乳液的稳定性是消泡剂好坏的关键。硅油的粘度、二氧化硅的种类、浓度以及制备条件都会影响最终产品的性能和性状,决定于如何控制这些参数。
        乳(ru)(ru)(ru)化(hua)时(shi)选用HLB值>12的(de)与(yu)<6的(de)(最(zui)好(hao)是(shi)小(xiao)于3.5)的(de)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)剂(ji)相拼混。硅(gui)(gui)(gui)油的(de)HLB为7~9(过(guo)去有人(ren)认为是(shi)10)。乳(ru)(ru)(ru)化(hua)时(shi)最(zui)好(hao)用含甲(jia)基(ji)纤(xian)维素(su)或羟(qiang)乙基(ji)纤(xian)维素(su)的(de)聚合度(du)(du)为1200±200的(de)聚乙烯醇(chun)(PVA)以40%浓度(du)(du),用量为乳(ru)(ru)(ru)液重的(de)0.1~5%作为增(zeng)稠(chou)稳(wen)定(ding)剂(ji)、乳(ru)(ru)(ru)化(hua)剂(ji)用量为被乳(ru)(ru)(ru)化(hua)物(wu)的(de)2~50%,制成O/W乳(ru)(ru)(ru)液。除通(tong)常的(de)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)方法外,也可(ke)以用转相法。先(xian)(xian)制成w/O乳(ru)(ru)(ru)液,再稀释而(er)转化(hua)成O/W乳(ru)(ru)(ru)液(先(xian)(xian)把硅(gui)(gui)(gui)油与(yu)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)剂(ji)搅拌(ban)均匀,而(er)后逐步(bu)加入温水)。也可(ke)以把有机硅(gui)(gui)(gui)吸(xi)附在无水三聚磷酸(suan)(suan)(suan)钠(na)、过(guo)硼酸(suan)(suan)(suan)钠(na)、硅(gui)(gui)(gui)酸(suan)(suan)(suan)钠(na)、硅(gui)(gui)(gui)酸(suan)(suan)(suan)镁(mei)或硅(gui)(gui)(gui)酸(suan)(suan)(suan)钠(na)与(yu)纯(chun)碱(jian)混合物(wu)(用作载体),使乳(ru)(ru)(ru)液更趋稳(wen)定(ding),单独使用白(bai)碳黑(hei)也能使有机硅(gui)(gui)(gui)乳(ru)(ru)(ru)化(hua),常用5号白(bai)碳黑(hei),其规格为:
        比表面积 150~200m2/g
        吸油值(蓖麻(ma)油) 2.6~2.8ml/g
        密度 0.04~O.05g/ml
        失重(zhong)(110℃,2h) <1.5%
        (100℃,2h) <3%
        乳化剂可选用吐(tu)温60和司盘60拼混。
        二甲基硅油中如果不含硅胶,制成的消泡剂其抑泡能力较低,尤其对于水性泡沫体系效能更差。
        有机硅消泡剂的含硅油量较低,一般为10%左右。
        有机硅消泡剂乳液的颗粒直径大小非常重要,小于2μm以下是乳化过度的乳液。因为乳液液滴过小难以在泡沫液面铺展,本身易被吸收于泡沫介质中,还能加溶到表面活性的胶团中,因而导致无消泡效能。如果液滴直径大50μ

;m以上,则乳液(ye)(ye)是不稳定体(ti)系,易(yi)破乳,但很容易(yi)从泡(pao)(pao)沫介质中(zhong)脱离出来(lai),使长期的(de)抑泡(pao)(pao)力下降,将污染织物(wu)而在(zai)织物(wu)上形成油斑,因(yin)此乳化(hua)时必(bi)须控制其液(ye)(ye)滴大小,一般(ban)常用乳化(hua)剂及乳化(hua)操作来(lai)控制。

        增稠稳定剂的选择也极为重要,由于甲基纤维素在80℃以上时呈不溶解性,所以不能用作高温高压染色用的消泡剂,只能使用羟乙基纤维素、聚羟酸高聚物和PVA。
        不同(tong)(tong)分(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)的(de)聚(ju)二(er)甲(jia)(jia)基(ji)硅(gui)氧烷,其消泡性能也不同(tong)(tong)。分(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)较(jiao)低(di)(di)的(de),常(chang)温时消泡效果(guo)好(hao),消泡速(su)度也快(kuai),分(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)较(jiao)高的(de),高温液中消泡效果(guo)好(hao),并且(qie)持久。为了兼顾高、低(di)(di)温效果(guo),商品中常(chang)使(shi)用数(shu)种不同(tong)(tong)分(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)的(de)聚(ju)二(er)甲(jia)(jia)基(ji)硅(gui)氧烷复配(pei)而(er)成。
聚硅(gui)氧烷(wan)的(de)(de)消泡(pao)能(neng)力强(qiang),使用浓度很(hen)低.当(dang)溶液(ye)中含有1~60mg/kg时就能(neng)发挥(hui)良好的(de)(de)持久的(de)(de)消泡(pao)作用。有机硅(gui)的(de)(de)高消泡(pao)性能(neng)主要是由于其主链为-Si-O-Si-,Si的(de)(de)金属性和原子半径(jing)比C(碳)大(da),因(yin)此(ci)链能(neng)大(da),热稳定性好。另外,硅(gui)原子上(shang)的(de)(de)烷(wan)基(-C

H3,-C2H5)能自由旋转,使(shi)聚烷基硅氧烷分子(zi)间(jian)作用(yong)力减弱,易于铺展而弹性降低,所以具有较强的破泡和抑泡能力,且(qie)热稳定性高。
         (2)改性有机硅
        由于甲基、乙基硅油乳化困难,因此近年来发展改性有机硅用作消泡剂。如二甲基硅氧烷与烯烃环氧化合物(环氧乙烷及环氧丙烷)的共聚物.通过改变硅氧烷与乙二醇的摩尔比或其相对分子质量,则可得到不同消泡能力的一系列产品。 
        这种新产品只要温度一超出其浊点,溶解度即行下降,从而能继续保持良好的消泡效果,改变了一般聚硅氧烷消泡剂在高温时效果较差的缺陷、特别适用于喷射、溢流高温、高压染机的使用,道康宁公司的Dorconin 544 即是这种品种。它溶于冷水,在高温下不溶于热水而呈现良好消泡效果,是一种具有逆溶解性的有机硅消泡剂。它具有极低的表面张力,在使用时能有效控制泡沫,在染液冷却后,由于其可溶而不会产生油斑。使用时将10%的Dorconin544溶于水中,加入 O.15%合成增稠剂(作为保护胶体)加氨水中和到pH8,加O.1%的对羟基苯甲酸甲酯制成lO%的消泡剂
        将聚氟硅氧烷溶于溶剂中也可制成效能很强的有机硅消泡剂,但价格较昂。因此,将醇类消泡剂有机硅消泡剂拼用。制成复合型消泡剂,可以降低成本。 

        6.聚醚类(lei)
        聚(ju)(ju)醚是美国Wyandotte化学(xue)公司1950年研制生产的表面活性剂。商品(pin)成为Pluronic系列(lie).发展极快.我国在1967研制成功,并(bing)投(tou)入生产。聚(ju)(ju)醚是环(huan)氧(yang)乙烷(wan)与环(huan)氧(yang)丙烷(wan)的嵌(qian)段共聚(ju)(ju)物,其反应为:
pluronic L61(消泡剂)是环氧乙烷聚合部分占整分的10%(以分子量计),而环氧丙烷聚合部分的分子量为1750左右,HLB值为3。pluronic L62(消泡剂)是环氧乙烷聚合部分占整分的质量分数为20%,而环氧丙烷聚合部分的分子量为1750左右,HLB值为7,在水中溶解度为0.5%(25℃)。

        聚醚系列品种具有降粘作用。广泛用作消泡剂,可用于阴离子洗涤剂及皂类的消泡,制成低泡净洗剂。用于发酵过程中消泡,可以用于蒸气发生系统阻止泡沫的形成;用于骨胶、淀粉胶溶液的消泡、金属电镀前的电解酸洗处理,聚醚F68可用于心肺的循环血液中消泡,能提高充氧作用,用作塑料、玻璃器皿硬表面的低泡洗涤。还用作低泡洗涤蛋品和医治家畜腹胀药剂。总之,聚醚消泡剂的用途和使用领域极广。
        环氧乙烷聚合部分其质量分数在10~20%的pluronic L系列品种:L31、L61、L81、L101、L121、L42、L62、L72、L92、L122等都是很好的消泡剂(见表1)
表1 pluronic系列品种:(L:液态,P:膏状,F:固态)
        用乙二胺作为起始剂的环氧丙烷、环氧乙烷聚合产品有Tetronic系列聚醚产品,其中Tetronic 1501是著名的消泡剂.
        亦(yi)有(you)用(yong)(yong)多(duo)(duo)烯(xi)多(duo)(duo)胺类(lei)为(wei)(wei)起(qi)始(shi)剂(如二乙烯(xi)三(san)胺、三(san)乙烯(xi)四胺……)制(zhi)备(bei)的(de)(de)环氧丙烷、环氧乙烷的(de)(de)聚醚。或者用(yong)(yong)多(duo)(duo)元醇(chun)为(wei)(wei)起(qi)始(shi)剂(如甘油、山梨醇(chun)、葡萄(tao)糖(tang)、蔗糖(tang)……)制(zhi)备(bei)的(de)(de)聚醚,或用(yong)(yong)烷基(ji)胺、烷基(ji)酚、高碳醇(chun)、酚醛(quan)缩合(he)树脂(zhi)……具有(you)活泼氢的(de)(de)化(hua)合(he)物作(zuo)为(wei)(wei)起(qi)始(shi)剂的(de)(de)聚醚种类(lei)繁多(duo)(duo)。
若用聚醚与有机硅类化合物反应制备出的有机硅聚醚是高效消泡剂,例如:

        7.其他
        胺类如二戊胺,是纤维加工中用的消泡剂,用量为0.02~2%;醚类如2-对戊基苯氧基乙醇,3-庚基溶纤素也是造纸印染、净洗、纤维加工中使用的消泡剂,用量为O.025~O.25%。
        复配型消泡剂是目前发展的方向,如有机硅与表面活性剂复配、有机硅与聚醚复配、水溶性或油溶性聚醚和含硅聚醚的复配都是新型的消泡剂
        就目前的消泡剂而言,聚醚类及有机硅类消泡剂的性质最为优良。对这两类消泡剂的改性与新品种的开发是当前的热门课题。 

        参考资料
        1.焦学瞬:<消泡剂制备与应用>,中国轻工业出版社,1996
        2.天津工学院,<塑(su)料助剂>,中国轻工业出版社,1997
        3.冯(feng)亚光等,<助(zhu)剂化学与(yu)工艺学>,化学工业出版(ban)社,1997
        4.赵国玺,<表面(mian)活(huo)性剂物(wu)理化学>,北京大(da)学出版社
        5.杨立艾,染色工业的消泡剂[J]印染助剂,1990/1;3-6
        6.孙秉武,消泡机理与消泡剂的选择[J]染料工业,1983/2;47-52
        7.施子长等,纺织印染用消泡剂的组成及消泡机理,[J]染料工业,1989/3