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有机硅消泡剂的那些事之基础篇

在现代工业生产中,泡沫无处不在:各种加工流体的加工槽;各种工业清洗池;各种工农业产品和制剂;石油化工各生产环节的水处理等。

 

气泡给工业生产带来了各种问题:为了防止气泡溢出,进料系数必须降低30 % - 50 %;泡沫溢出导致原材料浪费;气泡占据空间,影响反应速度,并迫使生产周期延长. 泡沫会影响产品质量,如油漆和塑料产品. 泡沫的生产会影响工业生产的稳定性,导致操作波动和质量不稳定。

 

泡沫问题最直接的解决方法是使用消泡剂

 

 

 

有机硅消泡剂的作用机理

硅酮消泡或抑制气泡的能力是由于其非常低的表面张力。 有机硅化合物(硅油)干扰气液界面的表面张力,导致消泡效果。

 

当将硅酮添加到泡沫介质中时,硅油的小颗粒落到泡沫的表面上,同时有效地降低接触点的表面张力,导致泡沫皮肤中的薄弱点,从而导致泡沫破裂。

 

最佳消泡活性标准可以描述如下:游离硅油小颗粒必须尽可能快地完全分散到活性区域。 在生产和加工过程中,硅油在SiO 2填料的作用下迅速分散,比例小,表面积大,导致破乳和SiO 2颗粒接触点以外的气泡破裂. 挤压在一起的泡沫由于接触点附近的泡沫破裂而导致不稳定状态,加速了导致泡沫连续破裂的效果,并最终达到稳定状态。 如果是乳液消泡剂,则乳液太稳定,这会降低消泡效果。 当稳定性差时,它具有更大的活性。 因此,有必要在稳定性和活性之间取得平衡,并选择在水相和油相中溶解度低且活性极高的有机硅化合物。

 

消泡剂的功能也根据破泡、消泡和抑泡三种机理来定义。

 

气泡破碎:相对于气泡,从空气侧进入气泡会将气泡破碎成一个整体。

气泡抑制:从液体侧进入气泡,将气泡破坏成一个整体。

脱气:从气泡的界面侵入气泡,使气泡一起从液体表面浮起。

 

 

消泡剂作用图

 

消泡剂有油型、溶液型、乳液型、固体粉末型和复合型等. 它们应具有以下特性:

1. 消泡力强,用量小;

2. 加入后,不会影响系统的基本特性;

3、表面张力小;

4. 与表面保持良好平衡;

5. 良好的扩散性和渗透性;

6. 耐热性、耐酸碱性好;

7. 化学稳定性和强抗氧化性;

8、气体溶解性好,渗透性好;

9. 在发泡溶液中溶解度低;

10. 高生理安全性。

 

有机硅消泡剂的类型

1. 水中乳液消泡剂

以聚二甲基硅氧烷(二甲基硅油)为主体,在表面活性剂(乳化剂)的作用下,将白炭黑复合物制备成不同浓度的o / w型水乳液消泡,或者制备成高浓度硅膏,通过涂抹法或临时稀释后使用。

 

二甲基硅油结构式

 

2. 油系统消泡剂

硅油被溶剂携带并分散到起始液体中。 溶剂扩散、硅油或微滴起消泡作用(通常是高粘度和低粘度硅油混合)或制成硅油/矿物油分散体。 石油工业需要大量有机硅表面活性剂作为破乳剂。

 

3. 固体粉末消泡剂

包含2 - 5质量%的有机硅消泡组分和98 - 50质量%的粉末状固体载体。

 

4. 消泡杆

硅油、磺酸钠和蜡的制备。

 

5. 自乳化自分散消泡剂

与聚硅氧烷和聚醚共聚的硅氧烷表面活性剂可以通过在聚硅氧烷分子链中引入亲水基团(聚醚改性硅油)来显著改善硅氧烷在水中的分散性,或者可以形成自乳化形式,成为一种特殊的消泡剂,在浊点以上消泡,并且适合于消泡,例如高温高压喷射染色。

 

聚醚改性硅油的结构式

 

“ 自乳化型” 消泡剂耐热、机械稳定、耐酸碱、在苛刻条件下消泡,如聚酯纤维高温染色、二乙醇胺水溶液脱硫系统、各种切削液、防冻液等系统消泡。



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