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1、消泡剂摘要:介绍了消泡剂的分类和有机硅消泡剂的消泡机理,对有机硅消泡剂、聚醚消泡剂和矿物油消泡剂的现状进行了分析。消泡剂在水基油墨中的应用油墨中气泡产生的原因、破坏机理及消泡剂的功用和种类。以水基油墨为例，论述了消泡剂在液体油墨中的消泡原理、消泡剂选择不同的原因以及消泡剂使用的实例，并比较了实际应用中消泡剂种类的选择.关键词:消泡剂;机理;现状;展望泡沫的形成及稳定泡沫的形成泡沫是气体被液体隔开的分散体系,气相是分散相,液相是分散介质,气泡间吸附着表面活性剂的气液界面和界面间的液体构成了泡沫的液膜,气泡汇合处(一般有三个气泡相交)形成Gibbs三角。泡沫本身是热力学不稳定
2、体系。单一组份的液体不能形成稳定的泡沫,如果液体中含有一种或几种具有起泡和稳泡作用的表面活性剂,则能产生能持续存在数十分钟乃至数小时的泡沫.从热力学Gibbs方程可知:dFT,p=γdA+uidni其中:F(T,l,)为恒温恒压下体系的自由能;丫为体系的表面张力;A为体系中液体的表面积;ui,为组份i的化学位:ni;为组份i的摩尔数。表面活性剂的存在降低了体系的表面张力,使泡沫形成过程中由表面积增加引起的自由能增值变小,有利于抱沫的形成;另一方面表而张力的降低减小了液膜中Platcau交界处与其它部位之间的压力差,引起的液膜内流体的排液速度,对泡沫的稳定有利。因此,虽然泡
3、沫本身是热力学不稳定体系,但表面活性剂的存在造成了泡沫相对稳定存在的一些因素,即表面浅液膜的弹性(Gibbs一Marangoni效应),表面粘度,溶液粘度,电双层斥力和熵双层斥力,气泡间的气体扩散,其中表面弹性和表面粘度为泡沫稳定存在的主要因素。消泡剂,顾名思义是消除泡沫的一种助剂。它消除的对象是泡沫,且是对日常生产和生活带来危害的泡沫。在工业生产过程中,只要涉及到搅拌的都会存在泡沫的问题,如制浆造纸、纺织印染、涂料加工、污水处理、生物发酵、石油开采与精炼、建筑工业、粘合剂等等。这些工业过程中的泡沫可能会造成很多问题,如生产能力减小、原料浪费、反应周期延长;产品质量下降等
4、等。由此可见,有害泡沫的控制和消除具有极大的技术与经济意义。工业过程中的泡沫消除基本依靠消泡剂,本文主要结合长期的工作经验和国内外的研究谈谈消泡剂的研究现状与发展趋势。在绝大多数生产过程中,泡沫会给生产带来许多麻烦,消灭有害的泡沫可以利用静置、减压(抽真空),加温或加压等办法。但是当需要在短时间内,迅速而有效地消除泡沫时,就需要借助于添加消泡剂。目前消泡剂广泛应用于造纸、涂料、纺织、食品、医学、制药及石油化工工业中,用量也在不断地增加,选择合适的消泡剂越来越受到各领域的重视。自从德国实验物理学家Quincke首先提出用化学方法来消泡,到目前为止已经历了四次更新换代。第一代
5、消泡剂第一代消泡剂为矿物油、脂肪酸及脂肪酸酯、脂肪酰胺、低级醇类等有机物。矿物油如火油、松节油、液体石蜡等。可用于印花色浆、造纸等行业。脂肪酸及脂肪酸酯类如牛油、猪油、豆油、蓖麻油、硬脂酸乙二醇酯、失水山梨醇单月桂酸酯等。此类消泡剂可用于造纸、纸浆、染色、建筑涂料、发酵等。醇类如椰子醇、己醇、环己醇。可用于制糖、发酵石油精制等。酰胺类如二硬脂酰乙二胺、二棕榈酰乙二胺等。有机类消泡剂价格低廉,目前市场上仍在大量使用。它适合于在液体剪切力较小,所含表面活性剂发泡能力较温和的条件下使用,但对致密型泡沫的消除能力较差。由于有机消泡剂的应用领域具有多样性与特殊性,它往往具有专用性,
6、市场份额已不断萎缩,因此在应用上有局限性。但是有些特殊的行业如强酸、强碱等就需要像聚四氟乙烯这类耐酸碱的有机消泡剂。近年来,出于对环境保护的重视,天然油脂类消泡剂的地位又有了提高。有机消泡剂与硅氧烷类消泡剂相比生产成本低,因而应在能使用有机消泡剂的场合尽量使用它,从这个意义上讲有机消泡剂是很有发展前途的。聚醚类消泡剂第二代消泡剂是聚醚类消泡剂。聚醚是分子量较低的聚氧乙烯2聚氧丙烯的嵌段共聚物。它是一种性能优良的水溶性非离子表面活性剂,与水接触时,醚键中的氧原子能够与水中的氢原子以微弱的化学力结合,形成氢键,分子链节成为曲折形,疏水集团置于分子内侧,链周围变得容易与水结合,
7、当温度升高,分子运动较为剧烈时,曲折形的链会变为锯齿形,失去了与水的结合性,由低温溶解状态升温到呈现混浊的温度,这就是聚醚的浊点,只有当发泡体系的温度超过浊点温度时,聚醚消泡剂才发挥消泡作用。在制备过程中通过调节原料氧乙烯、氧丙烯的比值及分子量,就可改变其浊点,从而适用于不同场合。聚醚消泡剂自1954年首先由美国Wyandott公司投产后已经得到迅速发展,特别是60年代,随着聚醚工业的迅速发展,聚醚类消泡剂发展更为迅速。我国是在1967年研制成功并投入生产的。聚醚型消泡剂主要有直链聚醚和由醇、氨为起始剂的聚醚或端基酯化的聚醚衍
