消泡劑又稱防沫劑,用以消除和抑制工業生產中產生的有害泡沫。其消泡方法主要有物理、機械、化學三種。通常指的是化學法,即將某些化學試劑,加到起泡液中,消除或抑制泡沫的生成。
工業上常用的消泡劑一般可分為有機消泡劑、有機硅消泡劑和聚醚型消泡劑等三類。其中有機硅消泡劑因具有消泡力強、使用濃度低且對人類和環境基本無毒的特點,越來越受到人們的歡迎。
1、有機消泡劑
有機消泡劑是指以脂肪酰胺、磷酸脂、醇、醚等有機化合物為主的一類消泡劑。如脂肪酸及其甘油酯類,碳數高些的乙基已醇和帶二異丁基的中碳醇,還有表面活性劑失水梨醇脂肪酸酯等。有機消泡劑適合在液體剪切力較小,所含表面活性劑發泡能力較溫和的條件下使用。
但對致密型泡沫的消除能力較差,市場份額已不斷萎縮,因此在應用上有局限性。有些特殊的行業,如強酸、強堿等,就需要象聚四氟乙烯這類耐酸堿的有機消泡劑。
2、有機硅消泡劑
有機硅消泡劑可由二甲基硅油和ＳｉＯ2按一定比例復合而成。這樣制成的消泡劑具有不溶于水、難乳化、表面黏度低、表面張力比一些表面活性劑要低及能干擾泡沫膜的表面彈性等特性。特別對油溶性溶液的消泡效果較好;改性復合有機硅消泡乳劑的擴散性、消泡能力和作用性能更好。國內外目前大量使用的消泡劑多屬此類。
有機硅型消泡劑目前應用范圍最廣,其用量小(10～100μｇ/ｇ)、消泡能力強、揮發性低、抗氧化性低、無毒、無味、無副作用。
按狀態可分為油型、溶液型、乳液型、改性油型及粉末型等,其中乳液型使用面最廣、用量最大,其活性成分主要是甲基硅油、二甲基硅油、苯基硅油、疏水二氧化硅(白炭黑)、聚硅氧烷聚醚(-Ｓｉ-Ｏ-Ｃ-)等。
硅油型消泡劑具有較高的消泡效能,由于其乳化問題復雜,若乳化不完全,使用時破乳將嚴重影響應用效果。它對油溶性溶液的消泡是令人滿意的,改性硅油消泡劑在水體系中消泡很好。
在實際應用中人們發現,當乳化劑中有機硅顆粒直徑小于2μｍ時消泡能力很弱。這是因為消泡劑液滴太小,很容易被乳化或擴散進入主體液中而無法在液-空氣交界面上排列起消泡作用。相反,當顆粒直徑大于50μｍ時,除非乳劑濃得能滯緩分層,否則貯存穩定性很差。
另外,顆粒過大,在稀釋進入發泡系統時有機硅還可能“油析”出來而降低消泡能力,并會產生油污。顆粒大小可通過選用適當的表面活性劑及乳化設備來控制。
另外,在配制消泡液時可用一些濃集劑,濃集劑的作用是提高乳液的黏度,防止顆粒相互凝結。適于有機硅消泡劑的濃集劑有羥乙基纖維素、藻朊酸鹽衍生物、合成羥乙烯基聚合物等。
3、聚醚型消泡劑
聚醚消泡劑是近年來隨著聚醚工業的迅速發展而開發的一類消泡劑,在制備中通過調節氧乙烯、氧丙烯的比值及分子量,就可改善其水溶性和油溶性,大大降低發泡液的表面能力,迅速分散泡沫,具有很好的消泡、抑泡能力。
聚醚型消泡劑主要有以下幾種:①直鏈聚醚,如聚氧乙烯、聚氧丙烯等;②端基由醇、氨(胺)、或酯化的聚醚衍生物,此類消泡劑表面活性強,消泡能力高。分子量是聚醚的重要特性之一,而聚醚的濁點則與分子量和水溶液的ｐＨ值有關。
總體來說,聚醚型消泡劑的擴展系數較大,因此破壞泡沫作用很強,但抑泡作用很差;有機硅類的擴展系數很小,單純的有機硅如二甲基聚硅氧烷無消泡作用,而將其乳化后,表面張力迅速降低,使用很少量即能達到很強的破泡和抑泡作用。
