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消泡剂的定义
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
水性消泡剂;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,而化学消泡和界面化学消泡,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。在工业生产中,会产出很多对生产不易的泡沫。这时就需要消泡,消泡剂的种类很多,有水性消泡剂和油性消泡剂。
近来消泡剂的研究主要集中在有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂上,复配是消泡剂的发展趋势之一。就目前消泡剂而言,聚醚类与有机硅类消泡剂的性能最为优良,对这两类消泡剂的改性与新品种的开发研究也比较活跃。最新的消泡剂种类是硅醚共聚类的,这类消泡剂消泡快,抑泡时间长,耐碱耐酸,耐高温,相容性好,既有普通消泡剂相容性好的特点,又有有机硅类消泡剂消泡效果好的特点,所谓真正的超级消泡王。

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