中文名 | 消泡剂 | 外文名 | antifoamer |
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分 类 | 有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂 | 化学性质 | 稳定 |
别 名 | 抗泡剂 | 应用领域 | 涂料、纺织、医学、发酵、造纸、水处理及石油化工等 |
组 成 | 活性成分、乳化剂、载体和乳化助剂 |
消泡剂,是消除泡沫的一种添加剂。在涂料、纺织、医学、发酵、造纸、水处理及石油化工等领域生产和应用过程中会产生大量的泡沫,进而影响到产品质量、生产过程。基于对泡沫的抑制、消除,生产时通常要把特定量的消泡剂加入其中。
泡沫的研究最早可以追溯到柏拉图时代,但几百年来,人们对泡沫的定义一直没有形成统一的认识。美国胶体化学家L·I·Osipow和道康宁公司的R·F·Smith从泡沫的密度方面对泡沫进行了定义;日本的伊藤光一从泡沫结构的角度对泡沫进行了定义,但是却忽略了气泡间的相互联系;我国著名的表面物理学家赵国玺教授对泡沫的定义为:泡沫是气体分散于液体中的分散体系,气体是分散相(不连续相),液体是分散介质(连续相),液体中的气泡上升至液面,形成少量液体构成的以液膜隔开气体的气泡聚集物。国内外学者一致认为:泡沫本身是一种热力学不稳定体系,当气体进入含有表面活性剂的溶液中时,便会形成长时间稳定的泡沫体系。
在重力和压力差存在的条件下泡沫的液膜会不均衡的流动排液,气泡中的气体也会因为泡膜两边压力差不同的原因不断的发生扩散渗透,所以泡沫本身的不稳定性主要从动力学方面得以体现。
其衰减的机理主要有气体透过液膜的扩散和液膜的排液这两个方面,这两种性质是泡沫本身固有的属性,与表面活性剂的存在与否都没有关系,但是这两种衰减机理,只在泡沫体系形成的初始阶段作用比较明显,随着泡沫体系的衰减,这两种作用逐渐减弱,使得泡沫衰减的速率逐渐变慢。
泡沫产生的直接原因是表面活性剂的存在,使溶液的表面张力降低,在此原因和泡沫衰减机理的共同作用下,不同的泡沫体系表现出不同的稳定性能主要和以下几种因素有关:起泡溶液的表面张力、泡沫的表面粘度、溶液的粘度、表面张力的自我修复作用(即Gibbs表面弹性和Marangoni效应)、液膜的表面双电层斥力和熵斥力、表面活性剂的疏水端结构和空间位阻效应等,这些因素之间不是独立存在的,一种因素的改变会使其他的一些因素也改变。影响泡沫的稳定性最主要的因素就是液膜的弹性和排液速率,从这个角度考虑可以看出在不同的泡沫体系中泡沫稳定性影响的主要因素都是不同的,并且往往有时几种影响因素同时存在、共同作用。
除以上这些因素外还有些因素也会影响到泡沫的稳定性,如泡沫的大小、溶质与溶剂的配合、温度、pH值、溶剂的蒸发速率、泡沫的受冲击程度以及表面活性剂的吸附速率等。
(1)物理方法
从物理学角度考虑消除泡沫的方法主要包括放置挡板或滤网、机械搅拌、静电、冷冻、加热、蒸汽、射线照射、高速离心、加压减压、高频振动、瞬间放电和超声波(声学液体控制)等,这些方法都在不同的程度上促进了液膜两端气体的透过速率和泡膜的排液,使得泡沫的稳定因素小于衰减因素,从而泡沫的数量逐渐减少。但是这些方法共同的缺点是使用受环境因素的制约性较强、消泡速率不高等,优点在与环保、重复利用率高。
(2)化学方法
从化学角度消除泡沫的方法主要包括化学反应法和添加消泡剂的方法。化学反应法是指通过加入一些试剂使其与起泡剂发生化学反应,生成不溶于水的物质,从而降低了液膜中表面活性剂的浓度,促使泡沫的破裂,但是这种方法存在发泡剂成分不确定、产生难溶性物质对体系设备产生危害等缺点。现如今各行各业应用最广泛的消泡方法是加入消泡剂的方法,这种方法最大的优点在于破泡效率高、使用方便等优点,但是寻找合适高效的消泡剂是关键。
消泡剂泡沫
一般来说,泡沫是气体在液体中的粗分散体,属于气-液非均相体系。体积密度接近气体而不接近液体的气-液分散体。气-液分散体分为液多气少的“气泡分散体”和气多液少的“泡沫”。如上图。
什么是泡沫?泡沫可定义为液体介质中稳定的气体。泡沫是一种气体在液体中的分散体系,气
体成为许多气泡被连续相的液体分隔开来,气体是分散相,液体是分散介质。
泡沫是一热力学上的不稳定体系,不可能是稳定的,泡沫的热力学不稳定性,是由于破泡之后体系的液体总表面积大为减少,从而体系能量(自由能)降低甚多的原因。
马兰格尼效应阻止气泡膜的排液,恢复气泡膜厚度。气泡向空气排放气体,气泡破裂。影响此一过程的因素是气泡的表观粘度和稠密度影响到消泡剂微粒在气泡表面膜上的渗透扩散。
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1一般的涂料消泡剂直接原液添加、也可分批添加、在研磨阶段加入一半,抑制泡沫产生,调漆阶段再加入另一半。本品的长效性与体系有关。添加量为总配方:0.1~0.5%。最佳使用量请实验。中联邦那边有详细的说明...
要看干粉涂料要用固体消泡剂还是液体消泡剂。。。其实都可以的这个没硬性要求,看你喜欢。但是中~联邦固体消泡剂具有存运方便,不易受环境和温度影响、不易变质等优点。所以如果有这方面要求的话就用固体消泡剂,。
关于消泡剂的作用机理至今还没有统一的认识,根据前人所提出的消泡剂机理,大致有以下几种:
典型的具有概括性的消泡机理是Robinson消泡机理和罗斯假说。其中Robinson机理是罗斯假说的基础,它主要强调了消泡剂破坏泡沫的排液和Marangoni效应实现消泡;罗斯假设是在消泡剂颗粒为非可溶小滴物质的基础上进行的,而实际上有的消泡剂产生消泡作用是在溶解状态下进行的,所以罗斯假说的消泡机理并不全面。
具有代表性的聚硅氧烷消泡机理主要有“架桥-铺展”机理、“架桥-脱湿”机理、“铺展-液体夹带”机理等。“架桥-铺展”机理主要从“聚硅氧烷自身张力比较低,容易在液膜上铺展”这一基本点出发,它强调的是消泡剂液滴易变形,但是这种理论不能解释单独的聚硅氧烷与聚硅氧烷和固体离子混合物作为消泡剂时之间的消泡差异。“架桥-脱湿”机理主要是从聚硅氧烷自身具有疏水性的角度出发,但对于粘度很大的聚硅氧烷的消泡作用就不能很好的解释。“铺展-液体夹带”机理尚不能被证实,因为有些事实表明聚硅氧烷有时候并没有在泡膜表面铺展,可是同样可以破泡。
疏水性的固体颗粒在泡沫体系中,首先会吸引表面活性剂的疏水端,使得疏水性的固体颗粒变为亲水性的,从而降低了泡膜中表面活性剂的浓度,促使泡沫破裂。这种消泡机理不能解释其它消泡剂的作用机理,过于片面。 还有些泡沫破裂的原因是消泡剂扩展作用产生的冲击、使表面活性剂被增溶破泡、电解质瓦解液膜表面双电层的破泡等。 从以上这些消泡机理可以看出,每种消泡剂对不同的泡沫体系,其作用的侧重点不同,但都是通过破坏泡沫的稳定因素实现消泡。
对聚醚改性硅油作为消泡剂的消泡过程解释,最为完备的消泡机理有:“桥连-拉伸”机理、“桥连-排湿”机理两种。
“桥连—拉伸”机理:消泡剂的表面张力远远低于液膜的表面张力,消泡剂的液滴得以在液膜表面持续铺展、深入,泡沫局部液膜继续变薄,最终形成油在水中间的桥连,油相、水相的表面张力相差甚远,油相在周围水相不断地牵引下,拉长变薄,形变超过一定范围后,液膜被破坏,导致泡沫破裂。
“桥连—排湿”机理:向起泡液中加入固体疏水颗粒消泡剂后,消泡剂立即在泡沫体系中分布开来,疏水颗粒固定在泡沫液膜表面,当固体颗粒与液膜之间具有足够的疏水角,固体颗粒与周围的液膜有着相反接触面,成为周围液膜之间的桥连,最终能穿破泡沫液膜,进入到泡沫中去。
“桥连—拉伸”机理基于硅油独特的低表面张力极易铺展的特点,指出消泡剂液滴能够产生不同程度的变形,但该机理难以说明硅膏与纯硅油区别;“桥连—排湿”机理基于硅油的亲油性,能够说明低粘度聚醚改性硅油的作用原理。因此,聚醚改性硅油消泡剂具备消泡的三个特点:首先基本上不溶于起泡液(溶解的多半有助泡作用);其次表面张力要低于起泡液;最后能迅速地分散在起泡液中。只有溶解性小而分散性大的物质,才能成为破泡及抑泡能力较好的消泡剂,以最大限度地提高其分散性,做到抑泡、破泡双管齐下。
美国胶体化学家罗斯(Ross,S. )曾经明确地说过:没有任何一种消泡机理能涵盖所有的消泡现象,各式各样、纷繁错杂的消泡剂,可以对应着多种消泡机理。
近来消泡剂的研究主要集中在有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂上,复配是消泡剂的发展趋势之一。就目前消泡剂而言,聚醚类与有机硅类消泡剂的性能最为优良,对这两类消泡剂的改性与新品种的开发研究也比较活跃.
为了消除传统消泡剂这种不可避免的弊病,出现了分子级消泡剂,这类消泡剂由特殊的矿物油及特殊的分子级消泡物质组成,整个分子呈类似于网状的超分支结构,具有多个锚定点,同时具有一定的自乳化作用,无需另外添加乳化剂,不会出现因乳化剂脱离而造成的缩孔现象。
消泡剂的组成主要有活性成分、乳化剂、载体和乳化助剂,其中活性成分为最主要的核心部分,起到破泡、减小表面张力作用;乳化剂是使活性成分分散成小颗粒,以便于更好地分散到油或者水中,起到更好的消泡效果;载体在消泡剂中占较大比例,其表面张力并不高,主要起到支持介质的作用,对抑泡、消泡效果有利,能把成本降低;乳化助剂是使乳化效果更好。
1、消泡快,抑泡性能好。
2、不影响起泡体系的基本性质。
3、扩散性、渗透性好。
4、化学性稳定。
5、无生理活性,无腐蚀、无毒、无不良副作用、不燃、不爆,安全性高。
消泡剂按照不同的分类标准可以有很多种方法,如按形式分可分为固体颗粒型、乳液型、分散体型、油型和膏型五大类;按消泡剂在不同工业生产中的应用可以分为纺织工业消泡剂、造纸工业消泡剂、涂料工业消泡剂、食品工业消泡剂和石油工业消泡剂等;按消泡剂的化学结构和组成可以分为矿物油类、醇类、脂肪酸及脂肪酸酯类、酰胺类、磷酸酯类、有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂。
以下对非硅型、聚醚型、有机硅型和聚醚改性有机硅型四个种类进行介绍。
非硅型消泡剂主要有醇类、脂肪酸、脂肪酸酯、磷酸酯类、矿物油类、酰胺类等有机物 ,酰胺中常用的有单酰胺、双酰胺等,此外还有三烷基三聚氰胺、氰脲酰氯三聚氰胺、脂肪胺等其它含氮化合物;磷酸酯类包括单烷基、双烷基磷酸酯和氟化烷基磷酸酯等,常用于洗漆剂产品的消泡;羧化物包括三类物质:脂肪酸,如月桂酸、棕榈酸等;脂肪酸酯,如脂肪酸甘油脂、动植物油等;脂肪酸皂,如硬脂酸和棕榈酸的钙、铝、镁皂;脂肪醇、醚包括直链和支链醇、醚。
该类消泡剂价格低廉,它适合于在液体剪切力较小,所含表面活性剂发泡能力较温和的条件下使用,它的制备原料易得、环保性能高、生产成本低,但对致密型泡沫的消泡效率较低,而且由于其专用性较强,市场份额已不断萎缩。而在有些特殊的行业,如强酸、强碱等,却需要像聚四氟乙插这类耐酸碱的非硅型消泡剂。
聚醚型消泡剂是环氧乙烷、环氧丙烷的共聚物,主要是利用其溶解性在不同温度表现出的不同特性达到消泡作用。低温下,聚醚分散到水中,当温度不断升高时,聚醚亲水性逐渐降低,直到浊点时,使聚醚成为不溶解状态,这样才发挥消泡作用。在制备过程中通过调节聚醚的种类及原料的比例就可改变其浊点,从而可以应用在不同行业。
聚醚型消泡剂具有抑泡能力强、耐高温等优良性能,缺点是有一定毒性,使用条件受温度限制,破泡速率不高,使用领域窄。泡沫如果产生的数量较多,其无法迅速消灭泡沫,必须有消泡剂重新加入其中,消泡效果才能体现出来。
聚醚型消泡剂主要分为GP型、GPE型、GPES型。
聚合环氧丙烷与环氧乙烷、或环氧丙烷与甘油即可获得GP型。其在起泡介质内的抑泡能力要高于消泡能力。常用在生物农药、酵母等生产中做消泡剂。
GPE型消泡剂主要是将环氧乙烷加在聚丙二醇链段(GP型消泡剂)末端,变成亲水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油链端。其在介质中易溶解,消泡能力强,但溶解度也较大,抑泡性能较差,常用于制药工业做抗菌素发酵过程的消泡剂。
GPES型是在GPE型消泡剂链端用硬脂酸进行酯化处理后得到一种新的聚醚型消泡剂。因为这种结构的分子亲油性增加,亲水性降低,易于聚集在气液界面,因而消泡效率高。
聚二甲基硅氧烷(也叫做硅油)是有机硅型消泡剂的主要成分。和H2O、普通油类相比,硅油表面张力更小,既适用于水基起泡体系,又适用于油性起泡体系。在H2O、普通油类中,硅油活性高、溶解度低,其基本特征表现在化学性质稳定、使用范围广泛、挥发性低、无毒,且消泡能力比较突出等,缺点是抑泡性能较差。
这一类消泡剂的种类主要包括固体型、乳液型、溶液型和油型。
固体型消泡剂具有稳定性好、工艺简单、便于运输、使用方便等特点。它对油相、水相均适用,介质分散性也比较突出,在低(无)泡洗衣粉领域应用比较普遍。
乳液型消泡剂中的硅油具有较大的张力,乳化难度系数大,乳化剂一旦选择不当,会造成消泡剂在短时间内分层、变质等现象。乳液的稳定性对消泡剂质量极为关键,因此乳液型硅类消泡剂的制备重点在于乳化剂选择。同时乳液型消泡剂具有价格便宜、适用范围广泛、消泡效果明显等特点,在有机硅消泡剂中用量最大。随着配方技术的进步,乳液型消泡剂会有较大发展。
溶液型消泡剂是硅油溶解在溶剂中制成的溶液,其消泡原理是:利用溶剂将硅油成分携带且于起泡溶液内分散,在这一过程中,硅油会逐步凝聚成微滴,由此完成消泡。硅油溶解在非水有机溶液体系中,例如多氯乙烷、甲苯等,可以作为油性溶液消泡。
硅油溶解在水相体系溶液中,例如乙二醇、甘油等,可以作为水性溶液消泡。需要注意的是,溶剂在提高消泡剂分散性的同时,其成本也会加大,其制备过程中搅动的速度、力度如果不足,溶剂虽易得到扩散,硅油却凝聚成粒度大、消泡活性较差的油珠。
成本较高的二甲基硅油通常适合油溶性溶液的消泡。一般来说,高黏度的起泡体系选择低黏度的消泡剂,低黏度的起泡体系选择高黏度的消泡剂。
此类消泡剂是利用聚醚链段或聚硅氧烷链段改性接枝后获得的硅醚共聚物,它是将两者的优点有机结合起来得到一种新型高效消泡剂,具有分散性好、抑泡能力强、稳定、无毒、挥发性低、消泡效力强等优点。
(1)聚醚改性有机硅型消泡剂特点
逆溶解性:由于分子中含有聚醚链段,所以具备聚醚消泡剂的浊点特性,能基于体系消泡的温度需求方便地选择适用的聚硅氧烷聚醚型消泡剂。
自乳性:由于硅氧烷链段和聚醚链段对溶剂的憎、亲性能不同,当聚醚改性有机硅型消泡剂加入溶剂中,聚醚链段伸展于外部、聚硅氧烷链段卷曲于内部,所形成分散状态即所谓的“自乳性”。消泡剂在自乳性作用下,可以迅速、均匀地分散于起泡液内,其稳定性较为突出,对抑泡、消泡功能的全面发挥有利。对聚醚链段、硅氧烷链段的比例进行调节,可以使消泡剂适用于不同性质起泡溶液。
(2)聚醚改性有机硅型消泡剂种类
根据内部衔接方式不同,聚醚改性有机硅型消泡剂可以分为以下两类 :
以酸为催化剂制备的-Si-O-C-键连接的共聚物,这种消泡剂易于水解,稳定性较差。如果有胺类缓冲剂存在,可以进行较长时间保留。但因其价格低,发展潜力极为明显。
-Si-C-键衔接的共聚物结构比较稳定,在密闭条件下,可以保存两年以上。但是由于生产过程中要使用价格昂贵的铂为催化剂,使得此类消泡剂的生产成本高昂,所以并未得到广泛应用。
矿物油类、酰胺类、低级醇类、脂肪酸及脂肪酸酯类、磷酸酯类等有机物消泡剂的研究应用较早,属于第一代消泡剂,其具有原料易得、环保性能高、生产成本低等优点;缺点在于消泡效率低、专用性强、使用条件苛刻等。
聚醚类消泡剂是第二代消泡剂,主要包括直链聚醚、由醇或氨为起始剂的聚醚、端基酯化的聚醚衍生物三种。聚醚类消泡剂最大的优点在于抑泡能力强,除此以外,还有些聚醚类的消泡剂具有耐高温、耐强酸强碱等优良性能;缺点是使用条件受温度限制、使用领域窄、消泡能力较差、破泡速率低等。
有机硅类消泡剂(第三代消泡剂)有较强的消泡性能、快速的破泡能力、挥发性低、对环境无毒害、无生理惰性、使用范围广等优点,因此有着广阔的应用前景和巨大的市场潜力,但是抑泡性能较差。
聚醚改性聚硅氧烷消泡剂同时兼有聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂的优点,是消泡剂的发展方向。有时还可以根据其逆溶解性重复利用,但是此类消泡剂的种类较少,还处于研发阶段,生产的成本较高。
主要适用于线路板(PCB)流程;化工;电镀;印染;造纸;医药;水性油墨;陶瓷分切;钢板的清洗;铝业的加工;各种污水处理以及各种工业等水体系方面的消泡和抑泡。
硅油消泡剂在石油行业用得十分广泛,已成为生产过程中不可缺少的一个重要助剂。由于钻井液中大量使用强起泡性便面活性剂,不仅抽提原油离不开消泡剂,在原油精炼的后工序中,同样也须使用消泡剂。首先在原油蒸馏过程中需要使用硅油消泡剂,其次,由塔顶脱出的气体或从气井出来的天然气中,均含有H2S、CO2等杂质,当使用乙醇胺或(HOCHMeCH2)2NH作H2S吸收液循环运转时会产生大量泡沫,影响生产正常进行。若在胺液中加入硅油消泡剂,即可实现高效率的连续运转。
在原油馏分分离芳烃(苯、甲苯、二甲苯等)过程,在裂解及加氢重整反应中,或多或少都有泡沫产生。在氢化裂解过程中,由于使用水-二甘醇做溶剂,后者有强烈起泡倾向,这些工艺工程均需使用消泡剂。此外,在生产各类润滑油时,由于填加了诸如浮油剂、抗氧剂、防锈剂、固体润滑剂及极压抗磨剂等,它们均为表面活性物质,都有不同程度的起泡作用,因而需加入硅油消泡剂。
纺织工业是使用硅油消泡剂量最多的部门之一,在织物加工的8个主要工序(即纺纱、上浆、织布、去浆、洗毛、漂白、染色(扎染)及后整理)中,有4个工序(上浆、洗毛、染色及后整理)需要使用表面活性剂及其它助剂,因而存在不同程度的泡沫困扰。例如,在织物印染、匀染及漂染过程中,对于厚密织物的染色常需加入渗透剂,以提高染色均匀性,而渗透剂极易起泡而引起色渍,甚至造成废品;再如,尼龙绸印印花时,也容易产生“泡边”而影响产品质量。如果分别加入硅油乳液消泡剂或与辛醇等共用作消泡剂,则可解决泡沫的困扰,提高匀染效果及色浆的稳定性。需要指出,在纤维织物染色及整理过程中,对所用消泡剂的质量有严格要求。如果消泡剂的稳定性不佳,就可能再织物上出现油迹或油斑,使产品降档或称为废品。为此对消泡剂的性能,浴液配方及酸、碱性,整理温度及搅拌状况等均要认真加以选定。对于一般织物多选用硅油乳液消泡剂;对于聚酯纤维织物的高温(130℃以上)染色,则多使用自乳化型改性硅油消泡剂。
使用乳液聚合法制取橡胶胶乳时,多以脂肪酸皂做乳化剂,起泡问题比较严重。特别是在反应结束后,汽提回收未反应的单体时,起泡尤为严重。列如在合成丁苯胶乳、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、氯丁共聚物及酚醛树脂等过程中,均有不同程度的起泡问题,使用聚醚硅油消泡剂或硅油乳液消泡剂,可以较满意的解决上述问题。再如,在聚氯乙烯(PVC)地板等生产过程中,需涂布一层PVC溶胶膜。以提高表面耐磨性,而PVC溶胶中存在密集的气泡,不予消除则将影响涂层的透明性及美观。当加入0.2%(质量分数)(按PVC计)的改性硅油消泡剂,可加快溶胶真空脱泡的速度,还能降低溶胶液黏度,改善施工性,固化后的溶胶膜,表面光滑无气泡。
我国在上个世纪七十年代以后,开始从事于聚醚改性硅油的开发和应用,克难攻坚,但消泡剂产业起步较晚,国产消泡剂的更新换代还是不能跟上工业发展的步伐。国内对于-Si-C-型聚醚改性硅烷的供应主要是依靠进口这一渠道,因为相比于国外的 Si-C 型聚醚改性硅油的研究,我国对其进行的研究则要匮乏很多,基本上没有新的产品和新的工艺出现,一方面是因为,能够生产特种聚醚和特种含氢硅油的厂家较少,产品原料的选择有限;另一方面是因为,采用聚醚改性硅油工艺合成还是沿用传统的合成工艺,因此产品的转化率较低,产物中交联产物较多,产品质量较差,其经济效益难有保障。
按照原有的合成工艺制备聚醚改性硅油,加成反应中催化剂氯铂酸成本会很高,反应条件很苛刻。若反应中催化剂用量少,反应中副反应很难控制,产物外观颜色会加深且需要延长反应时间;反应中的溶剂(甲苯与异丙醇)对环境及人体危害性较大,若溶剂残留同时会使产物的表面张力升高,此外,为了去除反应剩余的溶剂还需要额外的处理过程,设备复杂。
市场上有琳琅满目的消泡剂品种,大多消泡剂消泡效果尚可,抑泡作用不强,使顾客花费了金钱,却达不到想要的消泡效果,以致于令人不敢放心地使用或干脆放弃消泡剂的使用。平时掺入混凝土中的许多外加剂都有一定的引气作用,引入的气泡对混凝土的强度产生一定的副作用,好的消泡剂掺入混凝土中抑制或消除混凝土中过多或有害气泡,可提高混凝土密实度,从而提高混凝土强度,因此研制出性能优良的消泡剂无疑十分重要与迫切。
聚醚改性硅油(PESO)是生产以及应用最多的一类硅油,其通过线型的二甲基硅油主链或者侧链与聚醚链相连接聚合而成,是市场生产和应用最广泛的改性硅油。这种硅油的分子结构中聚醚链段中的氧原子,与水作用可以形成氢键,从而可溶解在水溶液中;聚硅氧烷链段既不亲水又不亲油,其主链上的烃基也不亲水。因此,聚醚链段和聚硅氧烷链段通过硅氢加成反应生成化学键连接在一起,形成一种性能独特的非离子表面活性剂。由于聚醚种类繁多,在加成反应时引入方式变化,就会生成一系列不同的聚醚改性硅油,性能与功能各异,可以满足多元化市场的需求。
PESO消泡剂结合了聚醚的水溶性和有机硅低表面张力特点。它具有聚醚链段中亲水性基团EO,疏水性基团 PO,适当调节两者比例,就会有很强的低表面张力,形成很强的消泡能力。
随着PESO消泡剂研制工作持续进行,涌现出许多新的活性消泡组分,使得对复配消泡剂的反应机理及各组分的协同效应研究更加深入。因此成分单一、经济效益差的消泡剂将逐渐被多功能、高效率的复配型消泡剂所取代,这将会是消泡剂市场的未来趋势。
在原有PESO基础上引入新的基团,如-NH2(氨基)、Cn(H2O)m(糖类)及C6H5COC6H5(二苯甲酮)和-COOH(羧基),可赋予PESO更多反应性和多功能性。随着世界范围内清洁生产的呼声越来越高,开发高效、绿色、多功能表面活性剂新品种成为PESO消泡剂发展的主导方向。
1、生产能力受到大大的限制:如各种生物发酵(啤酒生产、酒精制造、医药上各大抗生素的生产……)中各种发酵罐反应釜蒸煮罐等设备,为了防止泡沫的出现,防止漫溢损失,投料系数要大打折扣,有时达不到30%。
2、造成原料和产品的浪费:由于泡沫的原因,能够造成有用或贵重原料因漫溢而损失,由此产生的浪费就不言而喻。如造纸厂、糖厂饱充工序、纺织厂的织造工序的上油工序,常因泡沫而引起溢出。
3、延长了反应周期:由于化学反应产物中包括有气体、液体,泡沫会造成气体滞留,延长了反应周期,不必要地多消耗了动力。又如果酒发酵由于泡沫存在使反应过度而变味……。
4、影响产品品质:纺织工业中的染色、印花以及水性涂料工艺过程中,由于气泡的滞留,导致成品布上斑痕、疵点;纸浆浆液的泡沫除了给环境卫生、工人健康造成危害,成品纸也会出现许多孔洞,造成产品质量严重下降。
5、不利于准确计量:工业过程中,由于泡沫的存在,干扰液面计的测量准确,造成测量失误,液体中由于泡沫的存在,使得液体密度发生较大波动,往往还能引起反应釜吸收塔蒸馏塔液位虚高,致使操作失去平衡,甚至发生事故。
6、污染环境、引起事故的原因之一:由于泡沫漫溢,必然会污染生产环境及其周围环境,有的甚至造成重大事故。如:美国某炼油厂因渣油泡沫漫溢,引起重大火灾,损失惨重,这里不仅是造成浪费,而且使人的生命财产都招致严重损失。
此外,还有染色上的高温喷染、溢流染色等新技术的应用,如不解决泡沫的问题,是无法实现的。又如现在十分普及的洗衣机,若不是解决洗衣粉、洗涤剂的无泡、低泡问题,那么洗衣机也就不能够如此地普及应用。以上这些还远远不是泡沫危害的全部,但足以见到它的严重性。
总之,泡沫的存在,影响着国民经济各个部门、方方面面,若不能很好地加以解决,可以毫不夸张的说,“泡沫”将成为我们的拦路虎,成为某些过程的“瓶颈”。令人欣慰的是,对于泡沫的消除,我们已有良策。
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)消泡能力强,使用极少量时就能有效消除泡沫;
(2) 具有比被消泡体系更低的表面张力;
(3) 消泡剂加入以后不影响被消泡体系的基本性能;
(4)不溶于被消泡体系,也不易被体系中的表面活性剂所增溶;
(5)表面张力平衡性要好;
(6)不与被消泡介质反应,也不会被其分解降解,具有良好的化学稳定性;
(7)具有良好的扩散性和渗透性,在泡沫介质中具有正的扩散系数,在泡沫表面有很快的铺展能力;
(8)耐热性能好,在高温时不会失去效力;
(9)具有良好的气体溶解性和透过性;
(10)在被消泡体系中具有高的生理活性和安全性,消泡剂本身为无毒性或低毒性物质;
(11)具有低的化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和总需氧量(TOD);
(12) 具有良好的贮存稳定性;
(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) 成本低;
(15)不增加表面活性剂水溶液的表面黏度。
消泡剂很难同时达到上述要求,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,同一种泡沫体系也可选用多种不同的消泡剂,正因为如此,使用者应进行试验,选用最有效最经济的消泡剂。
消泡剂的主要成分一般为疏水颗粒、硅油和乳化剂,疏水颗粒吸附硅油,使有机硅在尽量少的情况下达到最大的效果。硅油作为主要的消泡介质,表面张力很小,既不亲油也不亲水,在体系中悬浮,消泡剂存在于泡沫壁中间时,排开油水相产生消泡效果,同时硅油有少量消耗,当疏水颗粒外的硅油完全被消耗时,造成泡沫体系浑浊。因此消泡剂选用的疏水颗粒、硅油、乳化剂用量和成色不同,造成了消泡剂性能千差万别。当消泡剂的消泡效果好、抑泡时间长时,体系中一般不会出现浑浊现象。
由于消泡剂不是溶解在体系中,而是分散在体系中,所以消泡剂在体系中的分散均匀度就显得至关重要。当消泡剂均匀分散在体系中时,对体系的透明度影响小,团聚成较大颗粒的时间比较长,能在体系中保持相当长的时间;当消泡剂在体系中没有分散均匀,而是以很多小颗粒团聚在一起时,一方面会影响体系的透明度,另一方面会使消泡剂团聚成大颗粒的时间变短,这就导致消泡剂加到体系后出现浑浊,隔天漂油。为了避免漂油可采取的方法有:将消泡剂的添加顺序往前移;在加到体系之前先进行稀释,稀释剂可以是水或是体系中的表面活性剂。
消泡剂中硅油的性质决定了消泡剂的抑泡时间,硅油含量决定了消泡剂在使用中的消耗周期,硅油加入量过少会使消泡剂的消泡性能达不到要求值,加入量过多会影响消泡剂的性能,同时会降低消泡剂的消泡性;消泡剂粒径大小决定了消泡剂的耐过滤性,粒径太大可能导致消泡剂易被过滤,产生漂油,对抑泡产生影响;搅拌时间也是消泡剂抑泡能力的重要指标,搅拌不充分可能会产生浑浊、漂油、消泡能力减弱、抑泡时间变短。
酸碱稳定性。硅油能破坏液体表面张力,起到消除泡沫的效果,如果消泡剂耐酸碱性差会导致硅油分解,从而导致消泡能力降低,甚至失效,在体系中加入硅酸盐一般会抑制其分解;消泡剂溶解性。某些化学成分使硅油溶解到体系中,这样消泡剂不再有消泡作用,而是作为表面活性剂存在于体系中,体系泡沫比没加消泡剂时更高。
1.泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭
该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫 上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂。
2.消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭
消泡剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散,使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。
3.消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭
泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性,添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起到消泡作用。
4.添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭
在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的 疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入水相,从而起到消泡的作用。
5.增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭
某些能与溶液充分混合的低分子物质,可以使气泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低。有这 种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层的表面活性剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间的紧密程度,从而减弱了泡沫的稳定性。
6.电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡破灭
对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用,产生稳定性的起泡液,加入普通的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。
消泡剂多为液体复配产品,主要分为三类:矿物油类、有机硅类、聚醚类。矿物油类消泡剂通常由载体、活性剂等组成。载体是低表面张力的物质,其作用是承载和稀释,常用载体为水、脂肪醇等;活性剂的作用是抑制和消除泡沫,常用的有蜡、脂肪族酰胺、脂肪等。有机硅类消泡剂一般包括聚二甲基硅氧烷等。有机硅类消泡剂溶解性较差,在常温下具有消泡速度很快、抑泡较好,但在高温下发生分层、消泡速度较慢、抑泡较差等特点。聚醚类消泡剂包括聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚等。聚醚类消泡剂具有抑泡时间长、效果好、消泡速度快、热稳定性好等特点。例如在果蔬饮料、豆制品、蔗糖等生产过程中就会用到消泡剂 。
活性成份
作用:破泡、消泡,减小表面张力:
代表物:硅油、聚醚类、高级醇、矿物油、植物油等。
乳化剂
作用:使活性成分分散成小颗粒,便于分散在水中,更好的起到消泡、抑泡效果。
代表物:壬(辛)基酚聚氧乙烯醚、皂盐、op系列等、吐温系列、斯盘系列等。
载体
作用:有助于载体和起泡体系的结合,易于分散到起泡体系里,把两者结合起来,其本身的表面张力低,有助于抑泡,且可以降低成本。
代表物:除水以外的溶剂,如脂肪烃、芳香烃、含氧溶剂等
乳化助剂
作用:使乳化效果更好。
代表物:*分散剂:疏水二氧化硅等;*增粘剂:CMC、聚乙烯醚等。
抗泡沫剂;抗泡沫添加剂;消泡剂;antifoaming agent;defoaming agent
防沫剂;消泡剂;antifoaming agent
脱泡剂;消泡剂;defoaming agent;defoamer;air release agent
消泡剂;破泡剂;antifoaming agent;foam breaker;antifoam agent
食品消泡剂;deforming agents for food
纸浆消泡剂;defoaming agent of pulp
食品消泡剂;food antifoaming agents
有机硅消泡剂;silicone defoamer
钻井液消泡剂;defoamer for drilling fluid
按成份分为
天然油脂(即豆油、玉米油等)
优点:来源容易,价格低,使用简单;
缺点:如贮存不好,易变质,使酸值增高。
聚醚类消泡剂
种类挺多,主要有以下几种:
a. GP型消泡剂
以甘油为起始剂,由环氧丙烷,或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物进行加成聚合而制成的
GP型的消泡剂亲水性差,在发泡介质中的溶解度小,所以宜使用在稀薄的发酵液中。它的抑泡能力比消泡能力优越 ,适宜在基础培养基中加入,以抑制整个发酵过程的泡沫产生。
b.GPE型消泡剂即泡敌
在GP型消泡剂的聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷,成为链端是亲水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油,也叫。按照环氧乙烷加成量为10%,20%,……50%分别称为GPE10,GPE20,……GPE50。
GPE型消泡剂亲水性较好,在发泡介质中易铺展,消泡能力强,但溶解度也较大,消泡活性维持时间短,因此用在粘稠发酵液中效果较好。
c.GPES型消泡剂:有一种新的聚醚类消泡剂,在GPE型消泡剂链端用疏水基硬脂酸酯封头,便形成两端是疏水链,当中间隔有亲水链的嵌段共聚物。这种结构的分子易于平卧状聚集在气液界面,因而表面活性强,消泡效率高。
高碳醇
高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子,在水体系里是有效的消泡剂。七十年代初前苏联学者在阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂的水溶液中试验,提出醇的消泡作用,与其在起泡液中的溶解度及扩散程度有关。C7~C9的醇是最有效的消泡剂。
C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm,含量为20~50%的水乳液,即是水体系的消泡剂。
还有些成酯,如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡作用,后者还可作为前体。
磷酸三丁酯(CAS:126-73-8)做为古老的消泡剂,仍然被工业界广泛使用着,因其极低的表面张力(27.79 25℃),极低的水溶性(0.61 25℃,溶剂溶于水),消泡效果显著,但因其有刺激性及一定的毒性,较多用于不与食品/日用化妆品接触的其他工业。
硅类
最常用的是聚二甲基硅氧烷,也称二甲基硅油。它表面能低,表面张力也较低,在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主链为硅氧键,为非极性分子。与极性溶剂水不亲和,与一般油的亲和性也很小。它挥发性低并具有化学惰性,比较稳定且毒性小。纯粹的聚二甲基硅氧烷,不经分散处理难以作为消泡剂。可能是由于它与水有高的界面张力,铺展系数低,不易分散在发泡介质上。因此将硅油混入SiO2气溶胶,所构成的复合物,即将疏水处理后的SiO2气溶胶混入二甲基硅油中,经一定温度、一定时间处理,就可制得。
有机硅消泡剂系由硅脂、乳化剂、防水剂、稠化剂等配以适量水经机械乳化而成。其特点是表面张力小,表面活性高,消泡力强,用量少,成本低。它与水及多数有机物不相混溶,对大多数气泡介质均能消泡。它具有较好的热稳定性,可在5℃-150℃宽广的温度范围内使用;其化学稳定性较好,难与其他物质反应,只要配置适当,可在酸、碱、盐溶液中使用,无损产品质量;它还具有生理惰性LD250g/Kg鼠,通常用于食品和医药行业。它对所有气泡体系兼具有抑泡、破泡功能,隶属广谱型消泡剂范畴。它被广泛用于洗涤剂、造纸、纸浆、制糖、电镀、化肥、助剂、废水处理等生产过程中的消泡。在石油工业中,它被大量用于天然气的脱硫,加速油气分离;它还被用于乙二醇的干燥、芳香烃的萃取、沥青的加工、润滑油的脱蜡等装置中控制或抑制气泡。在纺织工业中,它用于染色、精练、上浆等过程中的消泡;在化学工业中它被用于合成树脂、胶乳、涂料、油墨等过程中的消泡;在食品工业中它被用于各种浓缩、发酵、蒸馏过程的消泡。可将硅脂涂在锅壁上、出口处或涂在金属网上,进行消泡。将硅脂配成溶液,可用于油相系统消泡。将硅脂加低粘度硅油配成水乳液,可用于多种水相系统消泡。在医学上,通常用于患者术前、X光和胃镜检查前清除脏器或胃内器官的胀气。
消泡剂大致可分两类:一类能消除已产生的气泡,如乙醇等;另一类则能抑制气泡的形成如乳化硅油等。中国许可使用的消泡剂有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯
聚醚改性硅
结合了聚醚跟有机硅消泡剂二者的优点,具有无毒无害,对菌种无害,添加量极少,是一种高性价比的产品。
聚醚改性有机硅,是在硅氧烷分子中因如聚醚链段制得的聚醚 - 硅氧烷共聚物(简称硅醚共聚物)。聚硅氧烷类消泡剂具有消泡迅速,抑泡时间长和安全无毒等特点,但它难溶于水,耐高温,耐强碱性差,聚醚类消泡剂水溶性好,耐高温,耐强碱性强,但其消泡速度和抑泡时间都不甚理想,通过缩合技术接枝在聚硅氧烷链上引入聚醚链,使之具有二类消泡剂的优点,成为一种性能优良,有广泛应用前景的消泡剂。在硅醚共聚物的分子中,硅氧烷段是亲油基,聚醚段是亲水基。聚醚链段中聚环氧乙烷链节能提供亲水性和起泡性,聚环氧丙烷链节能提供疏水性和渗透力,对降低表面张力有较强的作用。聚醚端基的基团对硅醚共聚物的性能也有很强的影响。常见的端基有羟基、烷氧基等。调节共聚物中硅氧烷段的相对分子质量,可以使共聚物突出或减弱有机硅的特性。同样,改变聚醚段的相对分子质量,会增加或降低分子中有机硅的比例,对共聚物的性能也会产生影响。聚醚改性有机硅消泡剂很容易在水中乳化,亦称作“自乳化型消泡剂”,在其浊点温度以上时,失去对水的溶解性和机械稳定性,并耐酸、碱和无机盐,可用于苛刻条件下的消泡,广泛用于涤纶织物高温染色工艺、发酵工艺中的消泡。此外,也可用于二乙醇胺脱硫体系的消泡及各种油剂、切削液、不冻液、水性油墨等体系的消泡,也适用于即印刷行业感光树脂制版后,洗掉未固化树脂的消泡,是一种很有代表性、性能优良、用途广泛的有机硅消泡剂。聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配合而成,以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡体系中一类理想的消泡剂,就是因为其不溶于水,较难乳化,聚二甲基硅氧烷比碳链烃表面性能低,因此比通常在纺织业中应用的表面活性剂表面张力更低。单纯的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而迟缓,消泡作用需要二氧化硅粒子来加强,二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的空气—水界面上并进入气泡液膜由于其疏水性,与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90°,从而迫使发泡液体从固体疏水粒子表面排开,引起泡沫的局部迅速排液而导致破裂。这样,由于协同作用,两种组成物产生了良好的消泡效果。
新型自乳化消泡剂
含特殊改性的聚硅氧烷。具有极好的耐热性和耐酸碱性及化学稳定性,可在很宽的温度范围内广泛用于各种恶劣体系的泡沫消去和抑制。
聚硅氧烷消泡剂
聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配合而成,以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡体系中一类理想的消泡剂,就是因为其不溶于水,较难乳化,聚二甲基硅氧烷比碳链烃表面性能低,因此比通常在纺织业中应用的表面活性剂表面张力更低。单纯的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而迟缓,消泡作用需要二氧化硅粒子来加强,二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的空气—水界面上并进入气泡液膜由于其疏水性,与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90°,从而迫使发泡液体从固体疏水粒子表面排开,引起泡沫的局部迅速排液而导致破裂,这样,由于协同作用,两种组成物质产生了良好的消泡效果。聚硅氧烷消泡剂由于有优良的消泡效能及其他优点,已在许多领域广泛应用,特别是在纺织物染整加工中,发展尤为迅速,研究发现,以聚二甲基硅氧烷和聚乙烯的共聚物为基材的硅酮乙二醇类消泡剂,由于特殊的溶解性能,在喷射染色和其他纺织物加工中,具有理想的消泡效果。
按功能分为
耐碱消泡剂
在高温强碱条件下能迅速消泡,持久抑泡。稳定性好,用量少,效率高,不漂油;广泛应用于造纸蒸煮黑液处理、纺织印染行业中的强碱型精炼剂、强碱条件下清洗剂和其它高温强碱的水相体系消泡。
耐酸消泡剂
由脂肪酸酯和脂肪酰胺等物质组成,广泛应用于湿法磷酸、钛白粉生产、硼酸生产及其他强酸体系。
高粘性泡沫消泡剂
该品是针对造纸制浆黑液、化学选矿、特种化学反应产生的泡沫,其粘度大、泡沫细密、消除难度大等特点研制而成的一种高效复合型消泡剂。
涂料消泡剂
含有多种优质的消泡成分,因而适用面广,它特别适用于消除苯丙胶乳、乙丙胶乳、纯丙胶乳、醋酸乙烯胶乳等体系的泡沫。
造纸消泡剂
可以有效控制纸浆、泡沫漫溢和提高抄纸质量。泛应用于造纸抄造系统消泡,亦可用于造纸污水处理、防冻液、蒸馏系统消泡。
水泥砂浆消泡剂
可以有效控制水泥砂浆体系内泡沫产生,使混凝土构件更加致密光亮。
油田工业消泡剂
可以有效控制油田工业过程中内泡沫产生,提高石油生产效率。
清洗用消泡剂
可以有效控制清洗剂产生泡沫。
阳离子体系消泡剂
可以有效控制含有阳离子体系泡沫产生,广泛应用于造纸抄造用阳离子松香胶、阳离子型清洗剂,亦可用于造纸污水处理、防冻液、蒸馏系统消泡。
高效发酵消泡剂
克服了普通型有机硅消泡剂耐高温性差、抑泡时间短的缺点;对在发酵罐中上升积累的泡沫能象聚醚一样快速的消除,同时该品拥有聚醚无法比拟的时间抑泡的优点。
水处理消泡剂
有机硅消泡剂对水性发泡体系具有很强消泡,抑泡功能,,添加量小且使用成本比较低,是水性体系较理想的消泡剂
高温消泡剂
耐高温和耐酸碱性强,高剪切下和大范围的PH值(2-14),高温度(300℃)条件下具有稳定性,可用于水性和油性体系消泡,温度越高使用效率越高,效果越好。可用于洗瓶添加剂、油田钻井等各类极端条件下高温强酸碱介质的消泡、抑泡。
洗瓶添加剂消泡剂
耐高温和耐强碱性强,能适应洗瓶添加剂的高温、强碱使用条件。
泡沫(foam)是一种普遍的自然现象,对于我们大家来说,也许并不陌生。如在日常生活中烧饭、下饺子、煮面条,稍不留神,就能因泡沫而溢锅;在儿时玩的吹泡泡,吹出五彩缤纷的泡沫,漫天飘浮;在急速倒入杯中的啤酒所溢出的泡沫;在海水拍岸,击打在海岸边礁石所形成的壮观的泡沫;还有在人们洗涤衣物时,常见的肥皂、洗衣粉水液泡沫;沐浴露、洗发香波所产生的泡沫更是再熟悉不过的了。
例如消防队员巧妙地利用泡沫扑灭一些火灾,点心师傅利用泡沫现象(作用)为我们制出了可口的面包、蛋糕和松糕,炎炎夏日里喝上一瓶汽水或啤酒多么地解渴,这都是泡沫的作用。又诸如泡沫浮选、泡沫冶金、泡沫印染、泡沫印花、泡沫塑料等。
选择消泡剂要符合以下几点:
1、在起泡液中不溶或难溶
为破灭泡沫,消泡剂应该在泡膜上浓缩、集中。对破泡剂的情况,应在瞬间浓缩、集中,对于抑泡的情况应经常保持在这种状态。所以消泡剂在起泡液中是过饱和状态,只有不溶或难溶才易于达到过饱和状态。不溶或难溶,才易于聚集在气液界面,才易于浓缩在泡膜上,才能在较低浓度下发挥作用。用于水体系的消泡剂,活性成分的分子,须为强疏水弱亲水,HLB值在1.5-3范围,作用才最好。
2、表面张力低于起泡液。
只有消泡剂分子间作用力小,表面张力低于起泡液,消泡剂微粒才能够在泡膜上浸入及扩展。值得注意的是,起泡液的表面张力并非溶液的表面张力,而是助泡溶液的表面张力。
3、与起泡液有一定程度的亲和性。
由于消泡过程实际上是泡沫崩溃速度与泡沫生成速度的竞争,所以消泡剂必须能在起泡液中快速分散,以便迅速在起泡液中较广泛的范围内发挥作用。要使消泡剂扩散较快,消泡剂活性成分须与起泡液具有一定程度的亲和性。消泡剂活性成分与起泡液过亲,会溶解;过疏又难于分散。只有亲疏适宜,效力才会好。
4、与起泡液不发生化学反应。
消泡剂与起泡液发生反应,一方面消泡剂会丧失作用,另一方面可能产生有害物质,影响微生物的生长。
5、挥发性小,作用时间长。
首先要确定需要使用消泡剂的体系,是水性体系或油性体系。如发酵行业,就要使用油性的消泡剂,如聚醚改性硅或聚醚类的。水性涂料行业就要用水性消泡剂,有机硅消泡剂。选择出消泡剂,比较添加量,在参考价格,可得出最适用最经济的消泡剂产品。
建 议:每100L溶液添加TP-18消泡剂150 ~ 250 ml
设 备:316不锈钢槽、PP槽或PE槽。
添 加:当工作槽产生泡不断涌出,则取30 ml/100L槽液的消泡剂,并加少许水稀释后倒入工作槽
(以上为参考建议,请根据实际情况进行调整)
本产品用50kg塑桶包装。
贮存在阴凉干燥处,避免阳光爆晒,贮存期为半年,按一般物品运输。
1.测试项目 (1)消泡性能试验 ——量筒法、高速搅拌法、循环法、鼓泡法和振动法。 (2)涂装试验 —— 刷涂、刮涂、淋涂、辊涂。 (3)贮藏稳定性试验 —— 自然贮存和高温贮存后观察消泡性能及漆膜外观的变化的情况。 2.试验方法 (1)量筒法 该法适用于低粘度的涂料和乳液的初步测试。在具有磨口塞的 50ml 量筒内,加入试样 20~ 30ml,再加入量的消泡剂,用手指揿紧磨口塞来回激烈摇动 20 次,停止后立即记录泡沫高度, 间隔一定的时间再记录一次泡沫高度,然后各种消泡剂比较之。该法即使试样很少也可以进行, 既简单又方便,但结果很粗,只适用于消泡剂的初步筛选。 (2)高速搅拌法 该法适用面比较广,相对来说也比较简单、方便,结果较正确。它有泡沫液位测定法,即动 态试验,适用于低粘度的涂料和乳液;比重杯法,即静态,适用于高粘度的涂料和乳液。 ①泡沫液位测定法 在具有 1ml 刻度的 200
吉林化学工业公司研究院为了使国内引进的地板革生产线消泡剂立足国内,开展了PVC溶胶消泡剂合成的系统试验研究,并在200立升反应釜上进行中试放大和批量生产,其产品在国内引进的地板革生产线上试用证明,其使用性能优于法国进口消泡剂。产品主要指标:
首先要确定需要使用消泡剂的体系,是水性体系或油性体系。如发酵行业,就要使用油性的消泡剂,如聚醚改性硅或聚醚类的。水性涂料行业就要用水性消泡剂,有机硅消泡剂。选择出消泡剂,比较添加量,在参考价格,可得出最适用最经济的消泡剂产品。
正如前面所说,漂油的消泡剂是劣质消泡剂。只有那些要求比较低的场合如污水处理等,可以勉强使用漂油的消泡剂,一般情况下都不应使用。更不能因为价格低就勉强使用,实际上为了达到一定的消泡效果,使用漂油的劣质消泡剂的成本比不漂油的消泡剂高的多。所以笔者认为最好不要使用漂油的消泡剂。
选择消泡剂要符合以下特点:
1、在起泡液中不溶或难溶
为破灭泡沫,消泡剂应该在泡膜上浓缩、集中。对破泡剂的情况,应在瞬间浓缩、集中,对于抑泡的情况应经常保持在这种状态。所以消泡剂在起泡液中是过饱和状态,只有不溶或难溶才易于达到过饱和状态。不溶或难溶,才易于聚集在气液界面,才易于浓缩在泡膜上,才能在较低浓度下发挥作用。用于水体系的消泡剂,活性成分的分子,须为强疏水弱亲水,HLB值在1.5-3范围,作用才最好。
2、表面张力低于起泡液。
只有消泡剂分子间作用力小,表面张力低于起泡液,消泡剂微粒才能够在泡膜上浸入及扩展。值得注意的是,起泡液的表面张力并非溶液的表面张力,而是助泡溶液的表面张力。
3、与起泡液有一定程度的亲和性。
由于消泡过程实际上是泡沫崩溃速度与泡沫生成速度的竞争,所以消泡剂必须能在起泡液中快速分散,以便迅速在起泡液中较广泛的范围内发挥作用。要使消泡剂扩散较快,消泡剂活性成分须与起泡液具有一定程度的亲和性。消泡剂活性成分与起泡液过亲,会溶解;过疏又难于分散。只有亲疏适宜,效力才会好。
4、与起泡液不发生化学反应。
消泡剂与起泡液发生反应,一方面消泡剂会丧失作用,另一方面可能产生有害物质,影响微生物的生长。
5、挥发性小,作用时间长。