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【技术交流】消泡剂的消泡原理及选择

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来源:宏福环保    发布日期:2021-08-20

当液体被搅动或被通入气体时,就会在液体的表面内部生成许多气泡,有的液体产生的气泡,很快破碎消失。有的液体不但不消失,而且越聚越多,形成泡沫。泡沫是气体分散于液体中的分散体系,气体是分散相,液体是分散介质,由于气体不溶于表面活性剂而形成稳定状态。其中起泡液体所占的体积分数很小,泡沫占有很大的体积。气体被连续的液膜分隔开,形成大小不等的气泡,堆积而成泡沫。气泡形成后,由于发泡体系分子间的作用,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。同时泡沫是热力学不稳定系统,在重力作用下不断进行着液膜的下流、蒸发、破裂,以及泡沫液膜间的排液、渗透过程。

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消泡的原因主要分为两方面:

  1)易于铺展、吸附的消泡剂分子取代了起泡剂分子,形成了强度较差的膜;

  2)在铺展过程中消泡剂分子带走邻近表面层的部分溶液,使泡沫液膜变薄,泡沫稳定性降低,易于被破坏。

  从上面我们可以得知,消泡剂要发挥作用,首先必须渗入到泡膜的双层膜中,其渗入能力可用渗入系数 E 表示。消泡剂渗入后需要快速散布开来,其散布能力可用散布系数 S 表示,

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  式中:γF为泡沫介质的表面张力;γDF为消泡剂的表面张力;γD为泡沫介质与消泡剂之间的界面张力。当 E>0 时,消泡剂能够渗入到泡沫中;当 E<0 时,消泡剂不能渗入泡沫中;当 S>0 时,消泡剂能在液膜表面扩展;当 S <0 时,消泡剂不能在液膜表面扩展。所以,只有当 E>0,S>0 时消泡剂才具有消泡作用。

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消泡剂的各种组分及功能

  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。

选择消泡剂要根据以下几点:

  1、在起泡液中不溶或难溶

  2、表面张力低于起泡液。

  3、与起泡液有一定程度的亲和性。

  4、与起泡液不发生化学反应。

  5、挥发性小,作用时间长。

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