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消泡知识知多点-有机硅消泡剂的作用机理
来源:百科 作者:强力化工 发布时间:2022-11-15 09:08 阅读次数:207

      消泡剂(英文名称Defoamers,Defoaming Agent)是一种助剂,其功能是消除在生产过程中物料形成的泡沫,有机硅消泡剂(英文名称organic silicon defoamer)其主要组分为叫做硅油有机硅成分,硅油常温下是不挥发的油状液体,在水、动植物油及矿物油中不溶,或溶解度很小,既能耐高温,也能耐低温。化学性能惰性,物理性性能稳定,无生物活性。
      有机硅消泡剂是一种白色粘稠的乳液。从60年代起就用于各工业领域,但大规模和全面的快速发展是从80年代开始的。作为有机硅消泡剂,其应用领域也十分广泛,越来越受到各行各业的重视。在化工、造纸、涂料、食品、纺织、制药等工业部门有机硅消泡剂是生产过程中不可缺少的一种助剂,它不仅能够除去生产过程工艺介质液面上的泡沫,从而改善过滤、洗涤、萃取、蒸馏、蒸发、脱水、干燥等工艺过程的分离、气化、排液等效果,确保各类物料盛装、处理容器的容量。

    消泡剂一般是由多种不同功能的组分组成,即主要防泡剂、辅助防泡剂、载体、乳化剂或展开剂、稳定剂或配合剂。
(1) 主要防泡剂:主要活性组分,通常是不溶性的颗粒状物质,如被硅油处理过的疏水二氧化硅、脂肪胺、石蜡等。
(2) 辅助消泡剂:是起调节作用的活性组分,改善主消泡剂的表面效应,对主消泡剂起增效作用。如脂肪醇、脂肪酸酯等。
(3) 载体:对主要和辅助消泡剂起支持的作用,水就是最为方便和经济的载体
(4)乳化剂和展开剂:是使消泡剂活性组分在起泡的介质中立即分散,更快更多地接触表面,从而提高消泡剂的展开效率。常用的乳化剂有有机酯及乙基氧化产品。
(5)稳定剂与配合剂:是提高消泡剂稳定性和贮存时间的添加剂,水基消泡剂的稳定剂常是一种防腐剂,防止产品在贮存过程中被细菌破坏。配合剂常用的有油酸、己二醇等。
3有机硅消泡剂的活性组分和性能:
(1)活性组分:有机硅消泡剂的主要组分是由在室温下能保持液态的线状聚硅氧烷(英文名:Polysiloxane,Silicones)(又称硅油)作为活性剂,聚硅氧烷主要有以下类型;
聚二甲基硅氧烷:分子式如下:
Me3SiO(Me2SiO)nSiMe3

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。




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