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消泡劑,是消除泡沫的一種添加劑。在涂料、紡織、醫(yī)學(xué)、發(fā)酵、造紙、水處理及石油化工等領(lǐng)域生產(chǎn)和應(yīng)用過程中會產(chǎn)生大量的泡沫,進(jìn)而影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過程?;趯ε菽囊种啤⑾?,生產(chǎn)時(shí)通常要把特定量的消泡劑加入其中。
泡沫的衰減機(jī)理在重力和壓力差存在的條件下泡沫的液膜會不均衡的流動排液,氣泡中的氣體也會因?yàn)榕菽蛇厜毫Σ畈煌脑虿粩嗟陌l(fā)生擴(kuò)散滲透,所以泡沫本身的不穩(wěn)定性主要從動力學(xué)方面得以體現(xiàn)。
其衰減的機(jī)理主要有氣體透過液膜的擴(kuò)散和液膜的排液這兩個方面,這兩種性質(zhì)是泡沫本身固有的屬性,與表面活性劑的存在與否都沒有關(guān)系,但是這兩種衰減機(jī)理,只在泡沫體系形成的初始階段作用比較明顯,隨著泡沫體系的衰減,這兩種作用逐漸減弱,使得泡沫衰減的速率逐漸變慢。
泡沫的穩(wěn)定因素泡沫產(chǎn)生的直接原因是表面活性劑的存在,使溶液的表面張力降低,在此原因和泡沫衰減機(jī)理的共同作用下,不同的泡沫體系表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性能主要和以下幾種因素有關(guān):起泡溶液的表面張力、泡沫的表面粘度、溶液的粘度、表面張力的自我修復(fù)作用(即Gibbs表面彈性和Marangoni效應(yīng))、液膜的表面雙電層斥力和熵斥力、表面活性劑的疏水端結(jié)構(gòu)和空間位阻效應(yīng)等,這些因素之間不是獨(dú)立存在的,一種因素的改變會使其他的一些因素也改變。影響泡沫的穩(wěn)定性最主要的因素就是液膜的彈性和排液速率,從這個角度考慮可以看出在不同的泡沫體系中泡沫穩(wěn)定性影響的主要因素都是不同的,并且往往有時(shí)幾種影響因素同時(shí)存在、共同作用。
除以上這些因素外還有些因素也會影響到泡沫的穩(wěn)定性,如泡沫的大小、溶質(zhì)與溶劑的配合、溫度、pH值、溶劑的蒸發(fā)速率、泡沫的受沖擊程度以及表面活性劑的吸附速率等。
泡沫的消除方法
(1)物理方法
從物理學(xué)角度考慮消除泡沫的方法主要包括放置擋板或?yàn)V網(wǎng)、機(jī)械攪拌、靜電、冷凍、加熱、蒸汽、射線照射、高速離心、加壓減壓、高頻振動、瞬間放電和超聲波(聲學(xué)液體控制)等,這些方法都在不同的程度上促進(jìn)了液膜兩端氣體的透過速率和泡膜的排液,使得泡沫的穩(wěn)定因素小于衰減因素,從而泡沫的數(shù)量逐漸減少。但是這些方法共同的缺點(diǎn)是使用受環(huán)境因素的制約性較強(qiáng)、消泡速率不高等,優(yōu)點(diǎn)在與環(huán)保、重復(fù)利用率高。
(2)化學(xué)方法
從化學(xué)角度消除泡沫的方法主要包括化學(xué)反應(yīng)法和添加消泡劑的方法?;瘜W(xué)反應(yīng)法是指通過加入一些試劑使其與起泡劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成不溶于水的物質(zhì),從而降低了液膜中表面活性劑的濃度,促使泡沫的破裂,但是這種方法存在發(fā)泡劑成分不確定、產(chǎn)生難溶性物質(zhì)對體系設(shè)備產(chǎn)生危害等缺點(diǎn)?,F(xiàn)如今各行各業(yè)應(yīng)用最廣泛的消泡方法是加入消泡劑的方法,這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于破泡效率高、使用方便等優(yōu)點(diǎn),但是尋找合適高效的消泡劑是關(guān)鍵。