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【技術交流】消泡劑的消泡原理及選擇

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來源:宏福環保    發布日期:2021-08-20

當液體被攪動或被通入氣體時,就會在液體的表面內部生成許多氣泡,有的液體產生的氣泡,很快破碎消失。有的液體不但不消失,而且越聚越多,形成泡沫。泡沫是氣體分散于液體中的分散體系,氣體是分散相,液體是分散介質,由于氣體不溶于表面活性劑而形成穩定狀態。其中起泡液體所占的體積分數很小,泡沫占有很大的體積。氣體被連續的液膜分隔開,形成大小不等的氣泡,堆積而成泡沫。氣泡形成后,由于發泡體系分子間的作用,親水基和疏水基被氣泡壁吸附,形成規則排列,其親水基朝向水相,疏水基朝向氣泡內,從而在氣泡界面上形成彈性膜,其穩定性很強,常態下不易破裂。同時泡沫是熱力學不穩定系統,在重力作用下不斷進行著液膜的下流、蒸發、破裂,以及泡沫液膜間的排液、滲透過程。

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消泡的原因主要分為兩方面:

  1)易于鋪展、吸附的消泡劑分子取代了起泡劑分子,形成了強度較差的膜;

  2)在鋪展過程中消泡劑分子帶走鄰近表面層的部分溶液,使泡沫液膜變薄,泡沫穩定性降低,易于被破壞。

  從上面我們可以得知,消泡劑要發揮作用,首先必須滲入到泡膜的雙層膜中,其滲入能力可用滲入系數 E 表示。消泡劑滲入后需要快速散布開來,其散布能力可用散布系數 S 表示,

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  式中:γF為泡沫介質的表面張力;γDF為消泡劑的表面張力;γD為泡沫介質與消泡劑之間的界面張力。當 E>0 時,消泡劑能夠滲入到泡沫中;當 E<0 時,消泡劑不能滲入泡沫中;當 S>0 時,消泡劑能在液膜表面擴展;當 S <0 時,消泡劑不能在液膜表面擴展。所以,只有當 E>0,S>0 時消泡劑才具有消泡作用。

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消泡劑的各種組分及功能

  消泡劑一般是由多種不同功能的組分組成,即主要防泡劑、輔助防泡劑、載體、乳化劑或展開劑、穩定劑或配合劑。

  (1) 主要防泡劑:主要活性組分,通常是不溶性的顆粒狀物質,如被硅油處理過的疏水二氧化硅、脂肪胺、石蠟等。

  (2) 輔助消泡劑:是起調節作用的活性組分,改善主消泡劑的表面效應,對主消泡劑起增效作用。如脂肪醇、脂肪酸酯等。

  (3) 載體:對主要和輔助消泡劑起支持的作用,水就是最為方便和經濟的載體

  (4)乳化劑和展開劑:是使消泡劑活性組分在起泡的介質中立即分散,更快更多地接觸表面,從而提高消泡劑的展開效率。常用的乳化劑有有機酯及乙基氧化產品。

  (5)穩定劑與配合劑:是提高消泡劑穩定性和貯存時間的添加劑,水基消泡劑的穩定劑常是一種防腐劑,防止產品在貯存過程中被細菌破壞。配合劑常用的有油酸、己二醇等。

選擇消泡劑要根據以下幾點:

  1、在起泡液中不溶或難溶

  2、表面張力低于起泡液。

  3、與起泡液有一定程度的親和性。

  4、與起泡液不發生化學反應。

  5、揮發性小,作用時間長。

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