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有机硅消泡剂消泡机理的研究
作者:涂料胶粘技术研究网     更新时间:2008-03-15 12:03:19

   1.消泡剂的消泡机理
  泡及泡沫常伴随着人们的生活和生产,有时需要利用它,像浮选、灭火、除尘、
洗涤、制造泡沫陶瓷和塑料等;有时需要消除它,如发酵、涂料、造纸、印染、排除
体内器官胀气、锅炉用水、废水处理及棱镜(或玻璃+ 的制造等。所谓“泡”或“气
泡”是指不溶性气体存在于液体或固体中,或存在于以它们的薄膜包围的独立的气泡
(bubble)。许多气泡聚集在一起彼此以薄膜隔开的积聚状态谓之泡沫(foam)。气泡是
一种具有气/液、气/固、气/液/固界面的分散体系,后者常见于选矿及油田体系的气
泡。
  一般而言,纯水和纯表面活性剂不起泡,这是因为它们的表面和内部是均匀的,
很难形成弹性薄膜,即使形成亦不稳定,会瞬间消失。但在溶液中有表面活性剂的存
在,气泡形成后,由于分子间力的作用,其分子中的亲水基和疏水基被气泡壁吸附,
形成规则排列,其亲水基朝向水相,疏水基朝向气泡内,从而在气泡界面上形成弹性
膜,其稳定性很强,常态下不易破裂。泡沫的稳定性与表面粘性和弹性、电斥性、表
面膜的移动、温度、蒸发等因素有关。再者,气泡与液体的表面张力反变相关,其张
力愈小,则愈易起泡。在生活和生产中,有时泡沫的出现,给人们带来诸多不便,故
必须消泡。
  凡能破坏泡沫稳定性的因素,均可用于消泡。消泡涵盖 “抑泡”和“破泡”两
重因素。有机硅消泡剂即赋此功能,它能降低水、溶液、悬浮液等的表面张力,防止
形成泡沫,或使原有泡沫减少,通常具有选择性作用。一般物理消泡法难于瞬间消
泡,而化学和界面消泡,则十分快捷、便当、高效。
  概而言之,消泡剂是指具有化学和界面化学消泡作用的药剂。作为消泡剂,有低
碳醇、矿物油、有机极性化合物及硅树脂等。其形态有油型、溶液型、乳液型、泡沫
型。作为消泡剂均具消泡力强、化性稳定、生理惰性、耐热、耐氧、抗蚀、溶气、透
气、易扩散、易渗透、难溶于消泡体系且无理化影响、消泡剂用量少、高效等特点。
消泡剂品种繁多,用途广泛。
  消泡剂 “抑泡”、“破泡”过程是:当体系加入消泡剂后,其分子杂乱无章地
广布于液体表面,抑制形成弹性膜,即终止泡沫的产生。当体系大量产生泡沫后,加
入消泡剂,其分子立即散布于泡沫表面,快速铺展,形成很薄的双膜层,进一步扩
散、渗透,层状入侵,从而取代原泡膜薄壁。由于其表面张力低,便流向产生泡沫的
高表面张力的液体,这样低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、渗透,使
其膜壁迅速变薄,泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引,这样,致使泡沫
周围应力失衡,从而导致其“破泡”。不溶于体系的消泡剂分子,再重新进入另一个
泡沫膜的表面,如此重复,所有泡沫,全部覆灭。
  2  有机硅消泡剂的特性和用途
  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,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、光和胃镜检查前清除脏器或胃
内器官的胀气。

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