一些你不知道的消泡劑知識!

作者:admin 發布日期: 2020-05-09 二維碼分享

1消泡劑的消泡機理

關于消泡劑的作用機理至今沒有統一認識,根據前人提出的消泡機理,可將消泡機理分為以下3種:

1.1具有概括性的消泡機理

典型的具有概括性的消泡機理是Robinson消泡機理和羅斯假說。Robinson消泡機理是羅斯假說的基礎,它主要強調了消泡劑破壞泡沫的排液和Marangoni效應實現消泡;羅斯假說是在消泡劑顆粒為非可溶小滴物質的基礎上進行的,而實際上有的消泡劑產生消泡作用是在溶解狀態下進行的,所以羅斯假說的消泡機理并不全面。

1.2聚硅氧烷消泡劑的作用機理

具有代表性的聚硅氧烷消泡機理主要有“架橋-鋪展”機理、“架橋-脫濕”機理、“鋪展-液體夾帶”機理等?!凹軜?span>-鋪展”機理主要從“聚硅氧烷自身張力比較低,容易在液膜上鋪展”這一基本點出發,它強調消泡劑液滴易變形,但是這種理論不能解釋單獨的聚硅氧烷與聚硅氧烷和固體離子混合物作為消泡劑時的消泡差異?!凹軜?span>-脫濕”機理主要是從聚硅氧烷自身具有疏水性的角度出發,但不能很好解釋黏度較大的聚硅氧烷消泡作用?!颁佌?span>-液體夾帶”機理尚沒有被證實。

1.3疏水固體顆粒的消泡機理

疏水性的固體顆粒在泡沫體系中,首先會吸引表面活性劑的疏水端,使得疏水性固體顆粒變為親水性,從而降低了泡膜中表面活性劑濃度,促使泡沫破裂。這種消泡機理不能解釋其他消泡劑的作用機理,有些片面。其他泡沫破裂的原因還包括消泡劑擴展作用產生的沖擊、使表面活性劑被增溶破泡、電解質瓦解液膜表面雙電層的破泡等。每種消泡劑對不同的泡沫體系,其作用側重點不同,但都是通過破壞泡沫的穩定性實現消泡。

2消泡劑使用過程中的常見問題與注意事項

2.1常見問題

.渾濁問題

消泡劑的主要成分一般為疏水顆粒、硅油和乳化劑,疏水顆粒吸附硅油,使有機硅在盡量少的情況下達到.大的效果。硅油作為主要的消泡介質,表面張力很小,既不親油也不親水,在體系中懸浮,消泡劑存在于泡沫壁中間時,排開油水相產生消泡效果,同時硅油有少量消耗,當疏水顆粒外的硅油完全被消耗時,造成泡沫體系渾濁。因此消泡劑選用的疏水顆粒、硅油、乳化劑用量和成色不同,造成了消泡劑性能千差萬別。當消泡劑的消泡效果好、抑泡時間長時,體系中一般不會出現渾濁現象。

.漂油問題

由于消泡劑不是溶解在體系中,而是分散在體系中,所以消泡劑在體系中的分散均勻度就顯得至關重要。當消泡劑均勻分散在體系中時,對體系的透明度影響小,團聚成較大顆粒的時間比較長,能在體系中保持相當長的時間;當消泡劑在體系中沒有分散均勻,而是以很多小顆粒團聚在一起時,一方面會影響體系的透明度,另一方面會使消泡劑團聚成大顆粒的時間變短,這就導致消泡劑加到體系后出現渾濁,隔天漂油。為了避免漂油可采取的方法有:將消泡劑的添加順序往前移;在加到體系之前先進行稀釋,稀釋劑可以是水或是體系中的表面活性劑。

③.抑泡時間

問題消泡劑中硅油的性質決定了消泡劑的抑泡時間,硅油含量決定了消泡劑在使用中的消耗周期,硅油加入量過少會使消泡劑的消泡性能達不到要求值,加入量過多會影響消泡劑的性能,同時會降低消泡劑的消泡性;消泡劑粒徑大小決定了消泡劑的耐過濾性,粒徑太大可能導致消泡劑易被過濾,產生漂油,對抑泡產生影響;攪拌時間也是消泡劑抑泡能力的重要指標,攪拌不充分可能會產生渾濁、漂油、消泡能力減弱、抑泡時間變短。

.失效問題

酸堿穩定性。硅油能破壞液體表面張力,起到消除泡沫的效果,如果消泡劑耐酸堿性差會導致硅油分解,從而導致消泡能力降低,甚至失效,在體系中加入硅酸鹽一般會抑制其分解;消泡劑溶解性。某些化學成分使硅油溶解到體系中,這樣消泡劑不再有消泡作用,而是作為表面活性劑存在于體系中,體系泡沫比沒加消泡劑時更高。

2.2 注意事項

理想的消泡劑其物化性能必須滿足使用體系的要求。一般地說,選擇消泡劑時必須考慮下列要求:①消泡能力強,使用極少量時就能有效消除泡沫;

②具有比被消泡體系更低的表面張力;

③消泡劑加入以后不影響被消泡體系的基本性能;

④不溶于被消泡體系,也不易被體系中的表面活性劑所增溶;

⑤表面張力平衡性要好;

⑥不與被消泡介質反應,也不會被其分解降解,具有良好的化學穩定性;

⑦具有良好的擴散性和滲透性,在泡沫介質中具有正的擴散系數,在泡沫表面有很快的鋪展能力;

⑧耐熱性能好,在高溫時不會失去效力;

⑨具有良好的氣體溶解性和透過性;

⑩在被消泡體系中具有高的生理活性和安全性,消泡劑本身為無毒性或低毒性物質;具有低的化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和總需氧量(TOD);具有良好的貯存穩定性;具有長時間的消泡效應,有的消泡劑能迅速消泡,但時間一長即失效;成本低;不增加表面活性劑水溶液的表面黏度。

消泡劑很難同時達到上述要求,只能在主要性能上滿足被消泡體系的要求。每一種消泡劑,只能對某一體系或數種體系有效,同一種泡沫體系也可選用多種不同的消泡劑,正因為如此,使用者應進行試驗,選用.有效.經濟的消泡劑。

3消泡劑的性能測試

消泡劑性能包括消泡速率、消泡能力、抑泡能力、儲藏穩定性、水溶性、耐酸耐堿性、生理毒性、耐高溫性、消泡劑的.佳使用量等,一般.重要的性能是消泡性能和抑泡性能。消泡性能和抑泡性能常見的測試方法有:羅斯-邁爾斯法、西德工業標準法、鼓氣法、攪拌法、滴定法、高速分散法、振蕩法(或搖瓶法)和循環鼓泡法等,還有一些如ASTMD892-06e1標準、ASTM-E2407-04、高施密特評價法、Q/XGY014-91標準、ASTMD892-46T標準、上海氯堿化工股份有限公司評價方法等都和以上測試方法類似,這些方法的區別在于泡沫產生的原因、消泡劑的加入時機和泡沫的靜動態種類等,共同點在于都是利用泡沫體積變化比較消泡劑作用性能。另外,消泡劑性能評價沒有固定標準,都是通過在測試中相互比較來評判消泡劑性能優劣。

下面介紹較為常用的3種方法:

①高速分散法:高速分散法的高速分散對比數據不是觀察消泡時間和泡沫高度,而是觀察泡沫密度。密度小說明消泡劑性能好,密度大則性能較差。這種測試方法是一種動態消泡測試方法,主要用在膠粘劑和涂料行業。

②鼓氣法:鼓氣法屬于動態消泡測試方法,主要用在爆氣池、發酵等行業,消泡劑性能通過觀察泡沫高度來判定。

③搖瓶測試法:搖瓶測試法屬于靜態消泡測試方法,消泡性能和抑泡性能可以通過搖瓶法快速測出,但由于無法完全模擬生產現場,如起泡體系和溫度等,測試結果有時會有誤差。搖瓶測試法主要用于污水處理行業。

根據氣泡和泡沫的其他一些性能,對消泡劑性能評價方法有:

①光強法:根據氣泡對泡沫的散射和透射特性。當具有一定強度的光透過一定區域的泡沫時其透射光的強度會大大減小,根據透射光強的變化可以直接反應出泡沫量的變化,從而比較消泡劑性能的優劣。這種方法的優點在于檢測的及時性和數據處理連續性。

②電導率法:泡沫是氣液混合體,當溶液中含有導電離子時,泡沫體系中的液體導電而氣體不導電,根據電導率的大小測量泡沫含量,從而比較消泡劑性能的優劣。這種方法優點在于靈敏度高、測量準確,但消泡劑對電導率有影響時不適合采用該方法。

③攝像照相法:首先使用光照亮泡沫區,用CCD來拍攝采樣區,然后通過一定的圖像處理技術對圖像進行分析,通過比較加入消泡劑前后圖像中泡沫變化來比較消泡劑的優劣。這種方法優點在于直觀,但要求消泡劑加入后不能因顏色改變影響圖片質量。

④聲檢測法:泡沫在破裂時會因液膜運動速度太大而發出聲響,根據此原理通過測量聲音大小檢測氣泡的破裂速率,從而比較消泡劑破泡速率。這種方法對背景噪音要求比較苛刻,不好把握泡沫的破裂程度。

⑤流動顯示技術法:泡沫的產生離不開液體,流動顯示的任務就是使液體的運動過程可視化,在研究泡沫方面可以用到的技術有全息照相和紅外成像技術等,或者可以在氣泡含量較少的情況下,通過高速照相儀,比較氣泡含量的多少和研究泡沫中氣泡數量的變化,從而比較不同消泡劑的優劣。這種方法類似于攝像照相法,有一定的應用局限性。

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