| |
什么是消泡剂及其分类的介绍 |
|
常见消泡剂的种类在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂。消泡剂的种类很多，有机硅氧烷、聚 醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的，具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至苛刻介质环境如高温、强酸和强碱的特点。
消泡剂广泛应用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、 石油化工、造纸、工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。 1、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。 2、 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 4~9?m，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。
3、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。
4、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。 我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
5、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。 有机硅消泡剂的消泡机理 泡沫经常伴随着人们的生活和生产，有时需要利用泡和泡沫，像浮选、灭火、除尘、洗涤、制造泡 沫陶瓷和塑料等；但有的场合却需要消除泡和泡沫，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。平常喝啤酒时由于震动啤酒中的二氧化碳转变成气态致使啤 酒出现大量泡沫，这是啤瓶中加一滴油就可以消泡，这其实就是利用了消泡剂的原理。 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。但当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，很多时候泡 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。有机硅消泡剂即具备这样的功能，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。 如何正确选择消泡剂 涂料生产和施工都会不同程度地产生气泡，气泡的产生防碍生产、施工的顺利进行，同时给成品涂 膜带来缺陷。正确选用合适的消泡剂可以保证涂料生产和施工的正常进行。 消泡剂的任务：破坏气泡表面液膜，阻止泡的形成和促使泡的破灭。消泡剂用于大泡，微泡需脱气、 消泡一起使用。
消泡剂特点：消泡剂不溶于介质，但能以微滴形式进入并分散于介质，消泡微滴最有效的直径相当于泡沫壁的厚度。 消泡剂组成：水性建筑涂料用消泡剂分非硅类和含硅类，常规消泡剂由以下组分组成： 活性物质：起破泡消泡作用，表面张力小。代表物有动植物油、疏水二氧化硅、高级醇等。 扩散剂：润湿乳化剂，保证消泡微滴扩散接触到气泡膜并铺展。有基酚聚氧乙烯醚、皂盐 等。 载体：有助于活性物质和起泡体系结合，易于分散到起泡体系，把两者结合起来，其本身表面张力 低，有助于抑泡，且可以降低成本。
消泡剂消泡所必须具备的两个条件：渗透因子：E= γ 1＋γ12-γ3 ＞0, 保证消泡剂渗透到泡沫壁； 铺展因子 S=γ1-γ12-γ3 ＞0，保证消泡剂微滴在泡沫介质中的扩散铺展，消泡剂消泡的全过程见右图。 消泡剂应用中需要注意的问题：消泡剂多为几种不同性质和作用的物质混合而成，在储运中分层， 为保证消泡良好使用前要搅拌均匀，COGNIS 新型分子级消泡剂 Foam Star 30、Foam Star 34、Foam Star 36 无分层现象，使用方便。Foam Star 36 在高乳液体系高、低黏度的拉毛涂料中有良好的消泡效果。 | |
