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消泡剂的原理、分类、选型及用量

来源: 时间:2021-10-28 09:31:15 浏览次数:

有机硅消泡剂(第三代消泡剂)具有良好的消泡性、破泡性快、挥发性低、对环境无毒害、无生理惰性、用途广泛,应用前景广阔,但其抑泡性能较差。
消泡方法
一、物理方法
物理上考虑消除泡沫的方法主要有:置挡板或滤网、机械搅拌、静电、冷冻、加热、蒸汽、射线照射、高速离心、加压减压、高频振动、瞬时放电和超声(声学液体控制)等,这些方法都不同程度地促进了液膜两端气体的透过速率和泡膜排液,使泡沫稳定因子小于衰减因子,从而使泡沫数量逐渐减少。但这两种方法都有各自的缺点,即受环境因素的制约,消泡率不高,其优点是环保,重复利用率高。
2、化学方法
化学消泡方法主要有化学反应法和加入消泡剂方法两种。
化学方法是在液膜上加入一定的溶剂,使其与起泡剂发生化学反应,生成不溶于水的物质,从而降低液膜中表面活性剂的浓度,促使泡沫破裂,但这种方法存在发泡剂成分不确定,产生难溶性物质对系统设备造成危害等缺点。目前各行各业使用最广泛的消泡方法就是加入消泡剂,这种方法最大的优点是破泡效率高,使用方便,但寻找合适的高效消泡剂是关键。
消泡原理
消泡剂,又称消沫剂,原理如下:
1、泡沫表面局部张力减小引起的泡沫破裂
这种机制源于将高级醇或植物油洒在泡沫上,当它们溶于泡沫液中时,会显著降低泡沫表面张力。由于这类物质对水的溶解度一般较小,表面张力的降低仅限于局部泡沫,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力下降的部分向四周强烈地牵引、延伸,最后破裂。
2、破坏膜弹性而引起气泡破裂
在泡沫体系中加入消泡剂后,消泡剂向气液界面扩散,使具有稳泡作用的表面活性剂难以恢复膜弹性。
3、促进液膜排出
消泡剂会促使液膜排出,从而导致气泡破裂,泡沫排液速度可以反映泡沫的稳定性,加入一种加速泡沫排液的物质,还可以起到消泡作用。
4、疏水性固体颗粒的加入可引起气泡破裂
表面疏水的固体微粒将吸引表面活性剂疏水端,使疏水颗粒产生亲水性,进入水相,从而起到消泡作用。
5、增溶助泡表面活性剂可引起气泡破裂
一些能够与溶液充分混合的低分子物质,可使气泡表面活性剂溶解,有效浓度降低。具有这类作用的低聚物如辛醇、乙醇、丙醇等醇类物质,不仅能降低表面活性剂的浓度,而且能溶于表面活性剂中,使表面活性剂分子间变得紧密,从而削弱泡沫的稳定性。
6、电解质分解表面活性剂双电层
当表面活性剂双电层在泡沫作用下相互作用,产生稳定的起泡液,加入普通电解质后,即瓦解表面活性剂双电层起消泡作用。
消泡分类
常见的消泡剂按成分不同可分为硅(树脂)类、表面活性剂类、链烷烃类、矿物油类。
1、硅(树脂)类
硅酮消泡剂又称乳剂型消泡剂,其用途是将硅油树脂用乳化剂(表面活性剂)乳化,分散于水中,然后投加到废水中。硅细粉是另一种具有良好消泡效果的硅类消泡剂。
2、表面活性剂
这类消泡剂实际上是一种乳化剂,它利用表面活性剂的分散作用,使形成泡沫的物质在水中以稳定的乳化状态分散,避免产生泡沫。
3、链烷烃
链烷烃消泡剂是利用乳化剂将链烷烃蜡或其衍生物进行乳化分散后制成的消泡剂,用途与表面活性剂类的乳化型消泡剂相似。
4.矿物油类
主要的消泡成分是矿物油。为提高效果,有时将金属皂、硅油、二氧化硅和其他物质混合使用。另外,为了使矿物油易于扩散到泡沫液的表面,或使金属皂等均匀分散于矿物油中,有时还可投加各种表面活性剂。
各类消泡剂的优缺点
有机质消泡剂如矿物油类、酰胺类、低级醇类、脂肪酸类、磷酸酯类等,均属首代消泡剂,具有原料易得、环保性能好、生产成本低等优点;缺点是消泡效率低、适用范围广、要求严格。
以直链聚醚、由醇或氨为起始剂的聚醚、端基酯化的聚醚衍生物为二代消泡剂,是聚醚类消泡剂。聚醚类消泡剂的最大优点是抑泡能力强,除此之外,还有一些聚醚类消泡剂具有耐高温、耐酸强碱等优良性能;缺点是使用条件受温度限制、使用范围窄、消泡能力较差、破泡速率低等。
有机硅消泡剂(第三代消泡剂)具有良好的消泡性、破泡性快、挥发性低、对环境无毒害、无生理惰性、用途广泛,应用前景广阔,但其抑泡性能较差。