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《聚醚改性有机硅消泡剂的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第2卷第4期杭州师范学院学报(自然科学版)Vol.2No.42003年7月JournalofHangzhouTeachersCollege(NaturalScienceEdition)July2003文章编号:1008-9403(2003)04-0038-05聚醚改性有机硅消泡剂的研究罗蒙贤,邬继荣,倪勇(杭州师范学院新材料研究所,浙江杭州310012)摘要:用改性聚硅氧烷和低分子量的聚醚形成的嵌段共聚物制备聚醚消泡剂,以水系乳胶漆进行消泡试验,并进行了性能测试分析,结果显示,聚醚改性有机硅消泡剂具有良好的消泡性能.关键词:聚醚;聚硅氧烷;消泡剂中图分类号:TQ423.95文献标识
2、码:A工业上有很多工艺过程由于产生泡沫而成为生产上的严重问题.例如,润滑油在工作中产生的泡沫能够降低以至丧失润滑性能,使元件磨损甚至发生故障.在制造抗菌素、谷氨酸等的发酵过程中,常因发泡严重而降低设备利用率,甚至影响氧的供给,使效率降低.在涂料喷刷器具时,由于产生泡沫,大大影响涂料的应用效果.可见消除泡沫具有很大的技术经济意义.消除泡沫最有效的方法是使用消泡剂,它能抑制泡沫的产生、消除已生成的泡沫.聚硅氧烷的表面张力非常低,本身分子间的作用力又小,在水及动植物油、矿物油介质中不溶解或溶解度极小,聚醚改性有机硅消泡剂能够迅速扩散到泡膜表面,使泡膜破裂.有机硅消泡剂和一般消泡剂(如辛酸
3、、脂肪酸及其酯类、磺化油、胺、金属皂等)相比较,具有消泡能力强、不易与起泡介质发生化学反应、无毒、生理惰性等特点,是应用范围最广的消泡剂.1消泡机理从热力学观点看,所谓“泡沫”就是一个不溶性气体在外力的作用下,进入到液体之中,并被液体相互隔离的非均相体系.产生泡沫时由于液体表面积的迅速增加,体系的自由能也迅速增加.泡沫体系自由能的增加,即△G=r△A(T.P),其中r为液体的表面张力,A为体系的表面积,由此可知,泡沫体系自由能的增加是表面张力和增加表面积的乘积,因此,泡沫产生及难易程度与液体的表面张力有关.实际使用的乳状液中,由于表面活性剂过量,将混入的空气用一牢固的液膜包围起来;
4、又由于表面活性剂的分子结构中都有亲水和憎水基团,当气泡形成时,由于分子间引力的作用,被气泡壁吸附,并排列在气液界面上,阻止了泡膜的破裂.泡沫本是不稳定的,它的破裂要经过3个过程,达到自然消泡:气泡的再分布;膜厚的减少;膜的破裂.但对于一个比较稳定的泡沫体系,经过这3个过程,达到自然消泡,需要经过很长的时间.这对于工业生产来说,是不现实的,所以绝大多数都使用消泡剂.收稿日期:2003-05-20作者简介:罗蒙贤(1962-),男,浙江杭州人,杭州师范学院新材料研究所实验员,主要从事有机硅高分子材料等方面研究.第4期罗蒙贤,等:聚醚改性有机硅消泡剂的研究39消泡剂以微粒的形式渗入到
5、泡沫体系之中,接触泡沫后,即捕获泡沫表面的憎水链端,形成很薄的双膜层,散布,层状浸入,进一步捕获和扩散.由于消泡剂的低表面张力,使泡膜的表面张力局部降低,膜壁逐渐变薄,而被周围表面张力大的膜层强力牵引,最后导致泡沫破裂,如图1所示.a:接触;b:散布;c:进入;转换;d:破裂图1消泡剂消泡过程示意图2改性聚硅氧烷和聚醚形成的嵌段共聚物消泡剂的合成及性能测试在此所述的消泡剂是用改性聚硅氧烷和低分子量的聚醚形成的嵌段共聚物.2.1低分子量聚硅氧烷的合成甲基乙氧基硅烷分子式为:CH3CH3CH2-O-[SiO]nC2H5其中n=1～2OCH2CH3在碱性条件下,能够在分子间起缩合反应,生
6、成分子量稍大的聚硅氧烷,其通式为(OSiCR2)xR′O(CnH2nO)yR″RSiO(SiCR2)xR′O(CnH2nO)yR″O(SiCR2)xR′O(CnH2nO)yR″具体步骤如下:100g三甲基乙氧基硅烷中加0.5gKOH,加热至110℃左右,反应3h,冷却至50℃左右,加硼酸中和至中性,抽滤,除去不溶物,减压蒸馏至90℃左右,真空度为20～40mmHg,蒸馏头温度为40℃左右.由于硼酸是不溶于聚硅氧烷的白色粉末,在中和时硼酸不仅应过量,而且还需要充分搅拌.用粘度计和比重天平分别测其粘度和比重,然后查其分子量M.聚硅氧烷分子量、聚合度、粘度之间的关系见表1和表2.表1聚硅
7、氧烷分子量与聚合度及粘度表2制得的聚氧烷数据之间的关系(cs=cp/比重)聚硅氧烷粘度(Cp)密度粘度(Cs)分子量聚合度25℃粘度(C)分子量M五聚物2.0385A3.51.013.46532六聚物2.63458B3.00.983.06532七聚物3.24532八聚物3.88606C2.60.972.68458实验用聚硅氧烷分子量分两种,分别为532和458,为六聚物和七聚物.2.2消泡剂的制备在此所述消泡剂合成的另一种原料是聚醚,其粘度为212Cp,分子量M=20
