文档介绍:消泡剂与消泡剂机理消泡机理与消泡剂黄茂福在工业生产中,泡沫会带来很多麻烦,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。目前消泡剂的用量不断增加,使用领域也越来越广。例如:生产四环素、链霉素、味精等医药、食品工业原来每年要耗用花生油来消泡,其量惊人,现在逐步被聚醚消泡剂L61、L62取代。泡沫可以在含有表面活性剂的溶液中发生,也可以用于不用表面活性剂的场合,例如造纸、发酵、制糖、石油蒸馏等行业,由于某些其它因素,有时也产生泡沫而影响生产的正常运行,因而消泡剂的用途十分广泛。在印染行业中,形成泡沫会使染料上染不匀而形成泡沫色斑,也会使织物漂浮而打结,特别是在溢流、喷射染机中很容易因泡沫而形成布疋打结或堵塞管道。使生产带来不利。造成疵品。在医学上进行心脏手术的外循环,如果血液内有气泡可以致人死命,使用消泡物质消泡就可避免。在洗衣粉行业,泡沫虽然有助于去杂,但是在洗衣机中因泡沫而使皂液外溢,在江河中也会形成泡沫山,影响航运,污染环境,使水中鱼类等生物致死,因此人们欢迎使用低泡或无泡洗衣粉。在油漆、涂料、制糖、合成氨、化肥、合成纤维、豆制品加工,地下储油罐的合成树脂材料、纸上涂层、造纸废液处理、液体产品的包装、石油开采等行业,都会因泡沫而造成麻烦,需大量使用消泡剂(一、消泡剂的要求理想的消泡剂,其物化性能必须满足使用体系的要求,一般地说,选择消泡剂时必须考虑下列要求:(1)消泡能力强(使用极少量时就能有效地消除泡沫;(2)具有被消泡体系更低的表面张力,也就是说,消泡剂本身的表面张力要低;(3)消泡剂加入以后,不会影响被消泡体系的基本性能;(4)不溶于被消泡体系中,也不易被体系中的表面活性剂所增溶,若被增溶后,便失去有消泡能力而失去抑泡能力;(5)表面的平衡性要好;(6)不与被消泡介质起反应,也不会被其分解降解,具有良好的化学稳定性;(7)具有良好的扩散性和渗透性,也就是在泡沫介质中具有正的扩散系数,具有在泡沫表面很快的铺展能力;(8)消泡剂的耐热性能要好,在高温时不致失去效力;(9)具有良好的气体溶解性和透过性,使气体不易聚集而从泡沫中消失,泡沫也就容易消除;(10)在被消泡体系中具有高的生理活性,安全性高,消泡剂本身最好是无毒性,至少是低毒物质;(11)具有低的COD、BOD和TOD值;(12)具有良好的贮存稳定性;(13)具有长时间的消泡效应,有的消泡剂能迅速消泡,但时间一长即失效;(14)成本要低;(15)不增加表面活性剂水溶液的表面粘度。要同时达到上述要求的消泡剂是很难的,只能在主要性能上满足被消泡体系的要求。每一种消泡剂,只能对某一体系或数种体系有效(不能期求用一种消泡剂都能达到消泡的目的。另外,同一个泡沫体系也可选用多种不同的消泡剂,正因为如此,消泡剂的品种很多,至少在500个以上。使用者就得进行试验,选用最有效最经济的消泡剂。现在消泡剂的研究已引起广大研究者的兴趣,每年发表的文献在百篇以上,新品种和新专利层出不穷。二、消泡机理泡沫的消泡机理至今尚未完全清楚,有一些不同的理论观点。还有待进一步研究。消泡剂具有两方面的性能(一是破泡性,即将已形成的泡沫迅速破泡的性能,一般地说,铺展性(分散性)好的物质,其破泡性好;二是抑泡性,抑泡性是指抑制溶液起泡的能力,一般地说,溶解度小的物质其抑泡性好,抑泡剂必须具有破泡能力,所以,理想的消泡剂是既具有良好的铺展性又是溶解度小的化学品。大家都知道,纯净的水是不易形成稳定的泡沫的。加入表面活性物质后便易形成泡沫,这是因为形成泡沫必须具备下列因素:(1)降低表面能力使气体易在液体中分散;(2)具有稳定的泡沫膜,膜的弹性会耐气泡的压力,一般在液膜表面吸附了表面活性剂的双分子层,液膜的弹性可以抑制液膜局部减少或抵制液膜的伸展压力,在液膜伸展或液膜减薄过程中能产生反伸展或反减薄的力,这些都是吸附了双分子层的表面活性剂的后果;(3)为防止液膜间液体的流失,要有一定的粘度(它能阻止气泡的并合,另外,液膜表面最好有较高的动电层电位,能抑止气泡的并合。当液体容积大于气体容积时,形成的泡沫是球形的,当气泡超过最致密的球形分布时。就形成多面体泡沫,气泡失去了独立性,形成一群体,泡沫间的通道,就构成了节点所连接成的相互有联系的网络,液体的流失是通过节点(P点)而抽吸出去的,因为节点的压力小于液膜A点的压力(r为表面张力(R为半径),故液体自动地从A点向P点流动,于是液膜逐渐变薄约50,100×10-7cm,即50,100Å,(图1)当液膜变薄到临界厚度时,由于气泡内部压力会使气泡破裂。消泡剂的消泡机理有多种说法,现在常用的是Ross理论。此理论认为,消泡剂都是在溶液表面易于铺展的液体,此液体在溶液表面铺展时会带走邻近表面的一层