1.消泡剂的工作原理
消泡剂的消泡机理
00泡及泡沫常伴随着人们的生活和生产,有时需要利用它,像浮选、灭火、除尘、洗涤、制造泡沫陶瓷和塑料等;有时需要消除它,如发酵、涂料、造纸、印染、排除体内器官胀气、锅炉用水、废水处理及棱镜(或玻璃)的制造等。所谓“泡”或“气泡”是指不溶性气体存在于液体或固体中,或存在于以它们的薄膜包围的独立的气泡(bubble)。许多气泡聚集在一起彼此以薄膜隔开的积聚状态谓之泡沫(foam)。气泡是一种具有气/液、气/固、气/液/固界面的分散体系,后者常见于选矿及油田体系的气泡。 一般而言,纯水和纯表面活性剂不起泡,这是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。但在溶液中有表面活性剂的存在,气泡形成后,由于分子间力的作用,其分子中的亲水基和疏水基被气泡壁吸附,形成规则排列,其亲水基朝向水相,疏水基朝向气泡内,从而在气泡界面上形成弹性膜,其稳定性很强,常态下不易破裂。泡沫的稳定性与表面粘性和弹性、电斥性、表面膜的移动、温度、蒸发等因素有关。再者,气泡与液体的表面张力反变相关,其张力愈小,则愈易起泡。在生活和生产中,有时泡沫的出现,给人们带来诸多不便,故必须消泡。 凡能破坏泡沫稳定性的因素,均可用于消泡。消泡涵盖“抑泡”和“破泡”两重因素。有机硅消泡剂即赋此功能,它能降低水、溶液、悬浮液等的表面张力,防止形成泡沫,或使原有泡沫减少,通常具有选择性作用。一般物理消泡法难于瞬间消泡,而化学和界面消泡,则十分快捷、便当、高效。 概而言之,消泡剂是指具有化学和界面化学消泡作用的药剂。作为消泡剂,有低碳醇、矿物油、有机极性化合物及硅树脂等。其形态有油型、溶液型、乳液型、泡沫型。作为消泡剂均具消泡力强、化性稳定、生理惰性、耐热、耐氧、抗蚀、溶气、透气、易扩散、易渗透、难溶于消泡体系且无理化影响、消泡剂用量少、高效等特点。 消泡剂品种繁多,用途广泛。消泡剂“抑泡”、“破泡”过程是:当体系加入消泡剂后,其分子杂乱无章地广布于液体表面,抑制形成弹性膜,即终止泡沫的产生。当体系大量产生泡沫后,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。
2.消泡剂主要分为几类
消泡剂多为液体复配产品,主要分为三类:矿物油类、有机硅类、聚醚类。
矿物油类消泡剂通常由载体、活性剂等组成。载体是低表面张力的物质,其作用是承载和稀释,常用载体为水、脂肪醇等;活性剂的作用是抑制和消除泡沫,常用的有蜡、脂肪族酰胺、脂肪等。
有机硅类消泡剂一般包括聚二(jia)基硅氧烷等。有机硅类消泡剂溶解性较差,在常温下具有消泡速度很快、抑泡较好,但在高温下发生分层、消泡速度较慢、抑泡较差等特点。
聚醚类消泡剂包括聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚等。聚醚类消泡剂具有抑泡时间长、效果好、消泡速度快、热稳定性好等特点。
例如在果蔬饮料、豆制品、蔗糖等生产过程中就会用到消泡剂。
3.消泡剂的配方
一)消泡剂配方-11、乳液型消泡剂【配方】质量份C4-8醇胺 15.5 烃化油 45 C10-18脂肪酸 27.5 助消泡剂 7 分散剂 4.7 水 适量【制法】(1) 将烃化油、C4-8醇胺与消泡剂和分散剂混合。
在70-150℃的温度条件下酯化30-150min;(2) 将酯化产物(1)与助消泡剂和分散剂混合,在20-80℃条件下加入水混合乳化1-4小时,即可得成品。【用途】该品能消除泡沫,可用于不适用有机硅的场合,广泛适用于造纸、清洗、印染、发酵等不同行业,特别是橡塑工业的聚合、凝聚、脱气工序中的消泡、抑泡。
【特性】该品,制法简单,反应条件温和,易于操作;消泡速度快,抑泡能力强,对应用于橡塑体系的多种发泡剂如拉开粉、十二烷基苯磺酸钠、松香皂、萘磺酸甲醛缩合物等均有良好的消抑泡效果;对橡塑聚合体系无不良影响,不影响最终橡胶、树脂产品的性能;反应过程无副产物和三废产生,不污染环境。2、有机硅消泡剂【配方】质量份甲基硅氧烷油 10 三聚磷酸钠 10 食盐 70 甘露醇 5 二氧化硅 2【制法】(1)在室温下将甲基硅氧烷油与二氧化硅混匀;(2)将粉碎的三聚磷酸钠、甘露醇、食盐等混合,与混合物(1)充分搅匀,即可得白色粉末状成品。
【用途】该品用于消除泡沫,广泛适用于抗生素、味精生产中的发酵,豆制品制作,糖蜜蒸煮,印染,制浆造纸,石油化工,油漆涂料和洗涤剂等生产过程中。【特性】该品应用范围广,消泡效果好;成品为固体粉末,稳定性良好,便于运输、保存;无毒、无副作用,使用安全方便。
3、复合型消泡剂【配方】质量份单硬脂酸甘油酯 60 米糠油 4 聚醚类化合物 6 轻质碳酸钙 30【制法】(1)将单硬脂酸甘油酯投入特制的反应釜内升温便之熔融;(2)待熔融后,边搅拌边升温,在100-150℃条件下投入米糠油及聚醚类化合物进行复合;(3)在高速搅拌的情况下,投入轻质碳酸钙,分散均匀后,仃止搅拌,保持釜内一定温度,出料、制片;(4)将片状物放入颗粒机,按规定目数进行造粒即可得成品。【用途】该品可用于豆制品、乳制品及饮料行业的加工过程中。
【特性】该品性能稳定可靠,综合消泡效果好,白度纯正,不会吸潮结块;持水性好,消泡剂的耗量为干黄豆的0.3%时,可提高豆制品的产量7%以上;清洁卫生,使用方便,用后能改善豆制品的质量。4、高效消泡剂【配方】质量份聚氧丙基聚氧乙基甘油醚 57.1 C10-18脂肪酸 12.5 助消泡剂 29.4 分散剂 0.7【制法】(1)将聚氧丙基甘油醚或聚氧丙基聚氧乙基甘油醚与C10-18脂肪酸放入反应釜内,在常压下进行搅拌,温度控制在90-150℃,时间控制在20-90min,完成酯化反应;(2)将酯化反应产物(1)降温至50℃左右,分别加入助消泡剂、分散剂, 在40-50℃条件下搅拌30-60min,即可得到pH值5-7、密度0.8-1的无色至黄色液体产品。
【用途】该品是应用于水介质的高效消泡剂。【特性】该品性能优良,消泡速度快、抑泡能力强,且乃是少;制法简单,产品收率高,没有副产物和三废产生,有利于环境保护。
5、强力消泡剂【配方】质量份硬脂酸 0.5 聚氧丙基聚氧乙基甘油醚 99 二甲基硅油 0.5【制法】将硬脂酸、聚氧丙基聚氧乙基甘油醚和/或聚氧丙基甘油醚置于容器中,在搅拌条件下加热便之液相温度超过70℃以便将硬脂酸熔化,当硬脂酸全部熔化后再加入二甲基硅油,搅拌20-30min,即可得到半透明液体成品。【用途】该品是用于油水介质的泡沫抑制物,广泛适用于食品、医药、及其他工业。
【特性】该品性能优良,表面活性大,表面张力小,对水的接触角大,消泡能力强,抑泡时间长;化学稳定性高,耐温、抗氧化,不易挥发,不易与起泡介质发生化学反应;无毒副作用,对人体健康无害;使用安全方便且用量少。6、豆制品用消泡剂【配方】质量份米糠油 82 大豆磷脂 5 山梨糖醇酐脂肪酸酯 6 固体粉末 5 硅油 1.8【制法】将以上各原料经加热、搅拌混合即可制得成品。
【用途】该品可用于消除或抑制豆制品加工中产生的泡沫,也可适用于其他(P199)产品加工业、医药制造、印染、造纸、化工等方面。【特性】该品消泡效率高,效果好,在豆制品加工中,对于生浆、熟浆都有优异的消泡效果;使用方便,稳定性好在贮存过程中不易酸败。
(二)消泡剂配方-21、新型消泡剂美国Virkler公司推出了新有机硅消泡剂Virco HCS-194,它对高浓度的盐和苛性的稳定。据公司推荐,它可用于活性和直接染料染色、漂白和苛化处理而无硅斑的危险。
它为白色乳化液,易于处理,非离子性,与各种化学体系有最大的相容性。周宏湘摘译自ADR,1994/3;65,原载:染整科技1995/12;622、大豆卵磷脂制取豆浆消泡剂将92份甘油硬化棕榈油脂肪酸酯、4.2份大豆卵磷脂、0.8份硅氧烷树脂及3份磷酸钙粉混合,搅匀,得成品。
该品具有优良的消泡性质,在豆浆中加入相当于大豆量6%的该品,当豆浆煮沸后,10秒钟内即可消泡。3、织物喷射染色用消泡剂这种消泡剂中含有聚(甲基)丙烯酸酯、乳化剂和非极性溶剂,具有耐碱性,用于织物喷射染色浴的消泡。
配方(份):丙烯酸丁酯 900马来酸异辛酯 900异十六醇 1493乙氧基化二甲基硅氧烷 268油酸 134氧化苯乙烯/。
4.急问混凝土消泡剂方面的知识
混凝土消泡剂主要用于生产水泥砂浆、减水剂、混凝土、石棉瓦、硅酸钙板、腻子粉、矿浆、增强剂等生产过程的消泡。
特点:
1.在水泥砂浆体系中分散性好、消泡迅速。
2.用量少,效率高。
3.以有效控制水泥砂浆体系内泡沫产生,使混凝土构件更加致密光亮
4.本品无毒、无气味,有利于生产安全。
消泡剂用量:
直接加入起泡体系,在使用前须要搅拌均匀,建议用量:为0.1%~0.8%,最终用量根据实际实验. 因各种体系的起泡介质不同,起泡原因多种多样,比较复杂,所以本品虽然适应性较广,但不可能适用于任何一种起泡体系,故请用户做小样实验后,再确定本品是否适合于您的产品消泡。