消泡剂的研究进展.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流消泡剂的研究进展.精品文档.消泡剂的研究进展摘要：随着新的消泡剂不断研究发现，应用会更加广泛。着新的高活性消泡组分的不断发现，复配组分协同效应研究的不断深入，为扬长避短，充分发挥各种消泡剂的优势，消泡剂将朝着高效持久和性能复合化的方向发展，研制、合成适用性强，用量小，能提高产品质量和设备利用率的新型高效、多功能复合型硅聚醚消泡剂将是当前消泡剂的发展方向。同时，新领域的不断开拓和发现，也为有新型高效、多功能复合型硅聚醚消泡剂的发展提供了广阔的市场前景。关键词：消泡剂 有机硅 泡沫 展望1.泡沫产生的机理及危害1.1泡沫的形成机理泡沫是气体被液体

2、隔开的热力学不稳定的分散体系,其稳定性的影响因素有液体的表面张力及修复作用、界膜的弹性、表面电荷、泡沫气体的扩散以及表面活性剂的结构等。单一组分的液体不能形成稳定的泡沫,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。当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时，其分子中的亲水基和疏水基被气泡壁吸附,形成规则排列,在气泡界面上形成稳定的双层弹性膜。而泡沫的稳定性就与表面粘性和弹性、电斥性、表面膜的移动、温度、蒸发等因素有关。1.2消泡剂的危害造成原料和产品的浪费：由于泡沫的原因，能够造成有用或贵重原料因漫溢而损失，由此产生的浪费就不言而喻。如造纸厂、糖厂

3、饱充工序、纺织厂的织造工序的上油工序，常因泡沫而引起溢出。延长了反应周期：由于化学反应产物中包括有气体、液体，泡沫会造成气体滞留，延长了反应周期，不必要地多消耗了动力。污染环境、引起事故的原因之一：由于泡沫漫溢，必然会污染生产环境及其周围环境，有的甚至造成重大事故。如：美国某炼油厂因渣油泡沫漫溢，引起重大火灾，损失惨重，这里不仅是造成浪费，而且使人的生命财产都招致严重损失。影响产品品质：纺织工业中的染色、印花以及水性涂料工艺过程中，由于气泡的滞留，导致成品布上斑痕、疵点；纸浆浆液的泡沫除了给环境卫生、工人健康造成危害，成品纸也会出现许多孔洞，造成产品质量严重下降。2.消泡剂的消泡原理消泡剂 “

4、抑泡”、“破泡” 过程是：当体系加入消泡剂后，其分子杂乱无章地分布在液体表面，抑制弹性膜的形成，即终止泡沫的产生。当体系产生大量泡沫后，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。根据聚硅氧烷消泡剂 “桥连 - 拉伸” 和 “桥

5、连 - 反润湿” 的消泡机理，消泡剂分散体进入泡沫膜表面形成的铺展硅油膜变为不稳定的油桥是消泡的关键。消泡剂要发作用，首先必须渗入到泡膜双分子膜中，其渗入能力可用渗入系数E表示。消泡剂渗入后需要快速扩散，其扩散能力可：用散布系数S表示。消泡剂才能产生消泡作用。3.消泡剂的发展及应用3.1有机硅消泡剂二甲基硅油具有良好的化学惰性 热稳定性及低表面张力，不溶于水 易于在表面铺展等诸多优点，常被用作消泡剂的主体成分 硅油型有机硅消泡剂是用二甲基硅油和疏水白炭黑经高温混合制成硅膏，在非离子表面活性剂的作用下对硅膏进行乳化，然后按比例添加羧甲基纤维素钠（CMC）或聚乙烯醇等稳定剂所制得低粘度硅油消泡效果

6、好，但持续性差；高粘度硅油消泡效果慢，但持续性好一般以黏度范围为100 1000 mm2/s的二甲基硅油为主消泡物质而制得消泡剂一般而言，起泡液粘度越低，选用的硅油粘度应越高；反之，起泡液粘度越高，选用的硅油粘度越低。有机硅消泡剂系由硅脂、乳化剂、防水剂、稠化剂等配以适量水经机械乳化而成。其特点是表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低。它与水及多数有机物不相混溶，对大多数气泡介质均能消泡。它具有较好的热稳定性，可在5-150宽广的温度范围内使用；其化学稳定性较好，难与其他物质反应，只要配置适当，可在酸、碱、盐溶液中使用，无损产品质量；通常用于食品和医药行业。它对所有气泡体系兼具有抑泡

7、、破泡功能，隶属广谱型消泡剂范畴。它被广泛用于洗涤剂、造纸、纸浆、制糖、电镀、化肥、助剂、废水处理等生产过程中的消泡。在石油工业中，它被大量用于天然气的脱硫，加速油气分离；它还被用于乙二醇的干燥、芳香烃的萃取、沥青的加工、润滑油的脱蜡等装置中控制或抑制气泡。在纺织工业中，它用于染色、精练、上浆等过程中的消泡；在化学工业中它被用于合成树脂、胶乳、涂料、油墨等过程中的消泡；在食品工业中它被用于各种浓缩、发酵、蒸馏过程的消泡。可将硅脂涂在锅壁上、出口处或涂在金属网上，进行消泡。将硅脂配成溶液，可用于油相系统消泡。将硅脂加低粘度硅油配成水乳液，可用于多种水相系统消泡。在医学上，通常用于患者术前、X光和

8、胃镜检查前清除脏器或胃内器官的胀气。3.2聚醚改性硅聚醚改性硅油是在憎水的二甲基硅油链中引入了亲水聚醚链而得到的一种新型改性硅油亲水的聚醚链段赋予其水溶性，疏水的二甲基硅油链段赋予其低表面张力，使聚醚改性硅油兼具有聚醚和二甲基硅油二者的优点，表现为表面张力低 耐高温以及对酸碱稳定，广泛应用于匀泡剂化妆品添加剂 涂料流平剂 消泡剂等领域 改变聚醚链中亲水性的聚氧乙烯基团（EO）和疏水性的聚氧丙烯基团（PO）比例就可以得到具有不同亲疏水性能的聚醚改性硅油 聚醚改性硅油及聚醚改性硅油消泡剂的制备一直是研究与应用的热点，目前主要有两种结构的聚醚改性硅油应用于硅油消泡剂生产中，一种为聚醚与二甲基硅油的嵌

9、段共聚物，另一种为聚醚与二甲基硅油的接枝共聚物。在硅醚共聚物的分子中，硅氧烷段是亲油基，聚醚段是亲水基。聚醚链段中聚环氧乙烷链节能提供亲水性和起泡性，聚环氧丙烷链节能提供疏水性和渗透力，对降低表面张力有较强的作用。聚醚端基的基团对硅醚共聚物的性能也有很强的影响。常见的端基有羟基、烷氧基等。调节共聚物中硅氧烷段的相对分子质量，可以使共聚物突出或减弱有机硅的特性。同样，改变聚醚段的相对分子质量，会增加或降低分子中有机硅的比例，对共聚物的性能也会产生影响。聚醚改性有机硅消泡剂很容易在水中乳化，亦称作“自乳化型消泡剂”，在其浊点温度以上时，失去对水的溶解性和机械稳定性，并耐酸、碱和无机盐，可用于苛刻条

10、件下的消泡，广泛用于涤纶织物高温染色工艺、发酵工艺中的消泡。此外，也可用于二乙醇胺脱硫体系的消泡及各种油剂、切削液、不冻液、水性油墨等体系的消泡，也适用于即印刷行业感光树脂制版后，洗掉未固化树脂的消泡，是一种很有代表性、性能优良、用途广泛的有机硅消泡剂。聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配合而成，以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡体系中一类理想的消泡剂，就是因为其不溶于水，较难乳化，聚二甲基硅氧烷比碳链烃表面性能低，因此比通常在纺织业中应用的表面活性剂表面张力更低。单纯的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而迟缓，消泡作用需要二氧化硅粒子来加强，二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的空

11、气水界面上并进入气泡液膜由于其疏水性，与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90,从而迫使发泡液体从固体疏水粒子表面排开，引起泡沫的局部迅速排液而导致破裂。这样，由于协同作用，两种组成物产生了良好的消泡效果。3.3聚硅氧烷消泡剂聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配合而成，以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡体系中一类理想的消泡剂，就是因为其不溶于水，较难乳化，聚二甲基硅氧烷比碳链烃表面性能低，因此比通常在纺织业中应用的表面活性剂表面张力更低。单纯的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而迟缓，消泡作用需要二氧化硅粒子来加强，二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的空气水界面上并进入气泡液膜由于其疏

12、水性，与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90，从而迫使发泡液体从固体疏水粒子表面排开，引起泡沫的局部迅速排液而导致破裂，这样，由于协同作用，两种组成物质产生了良好的消泡效果。聚硅氧烷消泡剂由于有优良的消泡效能及其他优点，已在许多领域广泛应用，特别是在纺织物染整加工中，发展尤为迅速，研究发现，以聚二甲基硅氧烷和聚乙烯的共聚物为基材的硅酮乙二醇类消泡剂，由于特殊的溶解性能，在喷射染色和其他纺织物加工中，具有理想的消泡效果。 4.展望每一种类型的消泡剂有自己的应用范围和特殊功能，新的消泡剂不断研究发现，应用会更加广泛。着新的高活性消泡组分的不断发现，复配组分协同效应研究的不断深入，为扬长避短，充分发挥

13、各种消泡剂的优势，消泡剂将朝着高效持久和性能复合化的方向发展，研制、 合成适用性强，用量小，能提高产品质量和设备利用率的新型高效、多功能复合型硅聚醚消泡剂将是当前消泡剂的发展方向。同时，新领域的不断开拓和发现，也为有新型高效、多功能复合型硅聚醚消泡剂的发展提供了广阔的市场前景。如：在食品工业中，它被用于各种浓缩、蒸馏过程中消泡；在医学上，通常用于患者术前，光和胃镜检查前清除脏器或胃内器官的胀气；在个人保护用品生产中，利用聚醚改性硅油兼具自乳化性、表面活性及生理惰性，可制得无色、无臭、对人体无刺激不影响皮肤正常呼吸的个人防护用品和赋予头发光泽、抗静电及对细菌的抑制性的护发品等。参考文献1李想.有

14、机硅消泡剂的消泡机理及其应用.化学工程师，2009年第1期，47-48.2周志源.有机硅消泡剂KHZ的制备J.精细化工,1991,(8):6-9.3王世荣,李详高,刘东志等.表面活性剂化学M.北京:化学工业出版社,20051.4赵玉索.有机硅消泡剂的研究及发展.浙江化工，2007 年第 38 卷第3期12-15.5 黄良仙, 安秋风, 郭锟,等. 高效乳液型有机硅消泡剂的制备及性能研究J. 陕西科技大学学报（自然科学版） ,2009, 27(1): 3740.6 赵玉索. 有机硅消泡剂的研究及发展 J. 浙江化工,2007,(3): 12-14.7 蔡振云, 银燕. 单一型聚醚改性有机硅消泡剂的研制.J.印染助剂, 2006, 23(4): 17-19.8 ZengJL.Silicone antifoamingagent P.US7294653,2007.9安秋风, 郭锟, 李明涛,等. 聚醚 -b- 聚硅氧烷的合成 表征及其在消泡剂中的应用J.有机硅材料, 2008, 22(6):344-348.10 安秋风, 郭锟, 李歌, 等. 聚醚有机硅的合成及其在消泡剂中的应用J.纺织学报, 2009, 30(6): 9094.