消泡知識知多點-有機硅消泡劑的作用機理
                來源:百科 作者:強力化工 發布時間:2022-11-15 09:08 閱讀次數:199

                      消泡劑(英文名稱Defoamers,Defoaming Agent)是一種助劑,其功能是消除在生產過程中物料形成的泡沫,有機硅消泡劑(英文名稱organic silicon defoamer)其主要組分為叫做硅油有機硅成分,硅油常溫下是不揮發的油狀液體,在水、動植物油及礦物油中不溶,或溶解度很小,既能耐高溫,也能耐低溫?;瘜W性能惰性,物理性性能穩定,無生物活性。
                      有機硅消泡劑是一種白色粘稠的乳液。從60年代起就用于各工業領域,但大規模和全面的快速發展是從80年代開始的。作為有機硅消泡劑,其應用領域也十分廣泛,越來越受到各行各業的重視。在化工、造紙、涂料、食品、紡織、制藥等工業部門有機硅消泡劑是生產過程中不可缺少的一種助劑,它不僅能夠除去生產過程工藝介質液面上的泡沫,從而改善過濾、洗滌、萃取、蒸餾、蒸發、脫水、干燥等工藝過程的分離、氣化、排液等效果,確保各類物料盛裝、處理容器的容量。

                    消泡劑一般是由多種不同功能的組分組成,即主要防泡劑、輔助防泡劑、載體、乳化劑或展開劑、穩定劑或配合劑。
                (1) 主要防泡劑:主要活性組分,通常是不溶性的顆粒狀物質,如被硅油處理過的疏水二氧化硅、脂肪胺、石蠟等。
                (2) 輔助消泡劑:是起調節作用的活性組分,改善主消泡劑的表面效應,對主消泡劑起增效作用。如脂肪醇、脂肪酸酯等。
                (3) 載體:對主要和輔助消泡劑起支持的作用,水就是最為方便和經濟的載體
                (4)乳化劑和展開劑:是使消泡劑活性組分在起泡的介質中立即分散,更快更多地接觸表面,從而提高消泡劑的展開效率。常用的乳化劑有有機酯及乙基氧化產品。
                (5)穩定劑與配合劑:是提高消泡劑穩定性和貯存時間的添加劑,水基消泡劑的穩定劑常是一種防腐劑,防止產品在貯存過程中被細菌破壞。配合劑常用的有油酸、己二醇等。
                3有機硅消泡劑的活性組分和性能:
                (1)活性組分:有機硅消泡劑的主要組分是由在室溫下能保持液態的線狀聚硅氧烷(英文名:Polysiloxane,Silicones)(又稱硅油)作為活性劑,聚硅氧烷主要有以下類型;
                聚二甲基硅氧烷:分子式如下:
                Me3SiO(Me2SiO)nSiMe3

                泡沫是有大量氣泡分散于液體中的一種分散體系,其分散相為氣體,連續相為液體。由于氣泡的相對密度小于液體,液體中的氣泡會上升到液面,形成了以少量液體構成的液膜隔開的氣泡聚集物亦即泡沫。泡沫是一種熱力學不穩定體系,影響其穩定性的因素有液體的表面張力、界面膜的性質、表面張力的修復作用、表面電荷、泡沫氣體的擴散以及添加的表面活性劑的結構等

                溶液體系中加有表面活性劑時,在氣泡表面吸附著定向排列的一層表面活性劑分子,當其達到一定濃度時,氣泡就形成了一層堅固的薄膜。表面活性劑吸附在氣液界面上,造成液面表面張力下降,從而增加了氣液接觸面。這樣氣泡就不易合并。當氣泡上升透過液面時,就會把液面上的一層表面活性劑分子吸附上去。因此暴露在空氣中的,吸附有表面活性劑的氣泡薄膜同溶液里的氣泡薄膜不一樣.它包有兩層表面活性劑分子,形成雙分子膜,被吸附的表面活性劑對液膜具有保護作用。消泡劑的作用就在于破壞和抑制雙分子膜的形成 消泡劑的表面張力較低,易在溶液表面鋪展,進入氣泡液膜后,頂替原來液膜表面上的表面活性分子.使接觸處的表面張力降低。由于泡沫液膜的表面張力高,將產生收縮,使表面張力低的液膜被四周牽引、延展,形成強度較差的膜,慢慢地變薄,不能產生有效的彈性收縮力而失去自我修復作用.其粘度也降低,泡沫液膜的排液速度和氣體的擴散速度加快,泡沫的壽命變短,最后破裂得以消除。簡言之,加入消泡劑可使溶液體系中泡沫液膜的表面張力升高,失去自我修復作用,降低粘度,最終導致液膜的力學平衡受到破壞而使泡沫破裂,達到消泡的目的。

                消泡即是泡沫穩定化的逆向過程.有機硅消泡劑一般是由兩種作用達到消除泡沫的目的,一是有機硅消泡劑具有很低的表面張力。在泡沫液膜上具有很好的鋪展性能.能迅速在泡沫表面擴散展開。在擴散展開的過程中將泡沫液膜表面具穩定作用的表面活性劑分子排開,降低了泡沫壁局部的表面張力.破壞了泡沫的”自我痊愈”效應.使泡沫破裂;另一個作用就是當有機硅消泡劑分散在起泡液體中,它可能插入到泡沫液壁,但只散布到很有限的程度,與發泡劑一起形成混合單層液膜,但此混合液膜的內聚性不佳.局部粘度下降,同樣造成泡沫破裂。




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