澳门威斯尼斯人615cc(集团)有限公司-中国歡迎您

有机硅消泡剂的作用机理及其分类应用
来源:创+引 作者:强力化工 发布时间:2022-09-06 10:06 阅读次数:526


泡沫是有大量气泡分散于液体中的一种分散体系,其分散相为气体,连续相为液体。由于气泡的相对密度小于液体,液体中的气泡会上升到液面,形成了以少量液体构成的液膜隔开的气泡聚集物亦即泡沫。泡沫是一种热力学不稳定体系,影响其稳定性的因素有液体的表面张力、界面膜的性质、表面张力的修复作用、表面电荷、泡沫气体的扩散以及添加的表面活性剂的结构等


溶液体系中加有表面活性剂时,在气泡表面吸附着定向排列的一层表面活性剂分子,当其达到一定浓度时,气泡就形成了一层坚固的薄膜。表面活性剂吸附在气液界面上,造成液面表面张力下降,从而增加了气液接触面。这样气泡就不易合并。当气泡上升透过液面时,就会把液面上的一层表面活性剂分子吸附上去。因此暴露在空气中的,吸附有表面活性剂的气泡薄膜同溶液里的气泡薄膜不一样.它包有两层表面活性剂分子,形成双分子膜,被吸附的表面活性剂对液膜具有保护作用。消泡剂的作用就在于破坏和抑制双分子膜的形成 消泡剂的表面张力较低,易在溶液表面铺展,进入气泡液膜后,顶替原来液膜表面上的表面活性分子.使接触处的表面张力降低。由于泡沫液膜的表面张力高,将产生收缩,使表面张力低的液膜被四周牵引、延展,形成强度较差的膜,慢慢地变薄,不能产生有效的弹性收缩力而失去自我修复作用.其粘度也降低,泡沫液膜的排液速度和气体的扩散速度加快,泡沫的寿命变短,最后破裂得以消除。简言之,加入消泡剂可使溶液体系中泡沫液膜的表面张力升高,失去自我修复作用,降低粘度,最终导致液膜的力学平衡受到破坏而使泡沫破裂,达到消泡的目的。

消泡即是泡沫稳定化的逆向过程.有机硅消泡剂一般是由两种作用达到消除泡沫的目的,一是有机硅消泡剂具有很低的表面张力。在泡沫液膜上具有很好的铺展性能.能迅速在泡沫表面扩散展开。在扩散展开的过程中将泡沫液膜表面具稳定作用的表面活性剂分子排开,降低了泡沫壁局部的表面张力.破坏了泡沫的”自我痊愈”效应.使泡沫破裂;另一个作用就是当有机硅消泡剂分散在起泡液体中,它可能插入到泡沫液壁,但只散布到很有限的程度,与发泡剂一起形成混合单层液膜,但此混合液膜的内聚性不佳.局部粘度下降,同样造成泡沫破裂。



目前国内外商品有机硅消泡剂的品种、型号名目繁多,性能各异,一般可分为油(油膏)型、溶液型、乳液型、固体型和改性硅油型等几大类。
2.1 油(油膏)型消泡剂

油型消泡剂是直接用硅油作消泡剂。它主要用在那些不允许有分散剂及乳化剂等存在的油相起泡体系中。一般认为,不同粘度的硅油。对同一发泡体系表现出不同的消泡效果。低粘度硅油型消泡剂消泡效果快,但持续性较差,而高粘度硅油型消泡剂消泡效果慢,但持续性较好。油膏型消泡剂是在硅油中添加二氧化硅、三氧化二铝等微粉配成的油膏形态的消泡剂,主要用于非水体系的消泡。

二甲基硅油的消泡效果有赖于硅油在发泡体系中的分散程度,硅油分散至100 瑚 以下才有消泡效果,至20 m以下分散体系才稳定。为提高分散程度,可借助于机械搅拌,如加热下高速搅拌,或预先用胶体磨配置一种硅油一矿物油的均匀分散液.或预先使硅油与白碳黑等微粉配成油膏型消泡剂,借助于白碳黑等微粉的分散作用来使用。

2.2 溶液型消泡剂

将二甲基硅油溶解在适当的溶剂中可制成有机硅溶液型消泡剂。选用如多氯乙烷、甲苯和二甲苯等有机溶剂配制成的有机硅消泡剂.可用于油溶性介质的消泡作业;而选用己二醇、甘油等易溶于水的有机溶剂配制成的有机硅消泡剂.可用于水溶液的消泡作业。溶液型有机硅消泡剂配制工艺十分简单。使用方便.硅油借助有机溶剂分散在起泡液中起到消泡作用.同时有些溶剂在扩散过程中也会起到一定的消泡作用。但这种方式并没有被大量使用,主要是因为大量使用会提高消泡剂的成本,同时有可能造成环境污染。

2.3 乳液型消泡剂

将硅油或硅膏在强烈搅拌或乳化剂作用下,制成硅油乳液则可有效提高硅油在水相中的分散性。从而广泛用作水体系的消泡剂。乳液型消泡剂也是有机硅消泡剂使用最广和应用量最大的消泡剂。

乳液型有机硅消泡剂一般由二甲基硅油、乳化剂、乳液稳定剂和去离子水等配制而成。使用的乳化剂主要是低起泡性的非离子型乳化剂,如司盘、吐温及聚乙二醇等。使用混合型乳化剂的效果优于单一乳化剂。硅油乳液的粒径是乳液型有机硅消泡剂最重要的控制指标。如要获得消泡效率高及储存稳定性好的硅油乳液,通常要求粒径小于10μm。

因此除选用适宜的乳化剂及混合研磨工艺条件以外,还可加入增稠剂如聚乙烯醇及甲基纤维素等,以提高连续相的粘度。

使用乳液型有机硅消泡剂时.应先了解起泡体系的温度、酸碱性等,因为它们将影响到乳液的稳定性,甚至导致破乳。

虽然乳液型有机硅消泡剂具有难以长期贮存,易分层、易变质的缺点,但具有使用方便、适用面广泛、消泡效果明显和价格适中等特点,所有仍然受到用户的欢迎,并且随着工艺技术的进步,乳液型有机硅消泡剂还会有较大的发展空间。

2.4 固体型消泡剂

固体型有机硅消泡剂具有贮存稳定性好、便于运输、使用方便等特点,不但可用于无泡、低泡洗衣粉的生产,也可用于其它需要消泡作业的场合。

固体型有机硅消泡剂的制备方法有3种,(1)将有机硅油直接分散在固体载体表面;(2)将有机硅油与软化点较低的脂肪醇、脂肪酸、脂肪酰胺、脂肪酸酯或石蜡等物质一起熔融,再将熔融体附着在固体载体的表面;(3)将有机硅油与成膜物质混合,使成膜物质包封在有机硅油消泡组分的外部形成分散固体颗粒。

2.5 改性硅油型消泡剂

改性硅油引入了部分亲水聚醚链段的甲基硅油,可变成自乳化消泡剂,在起泡体系中长久地保持分散性,延长了消泡剂的使用寿命。当前用作消泡剂常用的改性硅油有聚醚硅油、氟烃基硅油和长链烷基硅油,它们的应用及效果引人注目。

端基型、侧基型及支链型聚醚硅油均可作消泡剂。它们均有一个明确的浊点,只有在浊点之上才有很强的消泡性.而在浊点以下则有助长起泡的作用。此外,利用聚醚硅油的强乳化能力,和硅膏复配,在水体系中即可自乳化成稳定、高效的消泡剂,已广泛用作聚酯纤维高温染色,各种润滑油、切削油、防冻液和强酸体系的消泡。

长链烷基硅油消泡剂可应用在发酵、食品加丁、医疗、纺织、石油、合成橡胶及树脂、涂料及油墨等领域。由于对有机材料具有良好的亲和性,长链烷基硅油消泡剂不会影响产品的后加工性能。但其表面张力随碳链的增加而提高,消泡性能随之降低,因此选择合适的碳链长度很重要。长链烷基硅油在非水体系和水体系的消泡中都有应用 。

氟烃基硅油的表面张力比其它硅油更低,因而由其配成的消泡剂对降低各种起泡体系的表面张力更有效,效果优于其它硅油消泡剂。主要用于对甲基硅油或甲基苯基硅油溶解性很强的非水体系的发泡介质,如脂肪烃、芳香烃和石脑油等。

3、 结束语

有机硅消泡剂既具有良好的消泡、抑泡作用,又具有用量低,化学惰性好,能在苛刻条件下发挥作用的特点,近年来获得飞速发展,适合不同使用环境的新品种新型号不断产生.应用面也不断在扩展。今后适用性强、能进一步提高产品质量和设备利用率的新型高效有机硅消泡剂将会得到进一步发展,特别是性能优良的聚醚改性有机硅消泡剂和乳液型消泡剂会在市场占有主要地位。


Copyright © 2020 澳门威斯尼斯人615cc(集团)有限公司 All Rights Reserved. 皖ICP备14002662号-1

XML 地图