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淺述消泡劑1-從成分分類(lèi)及其性能簡(jiǎn)介
來(lái)源:轉(zhuǎn)+改 作者:強(qiáng)力化工 發(fā)布時(shí)間:2023-12-01 11:50 閱讀次數(shù):1677
        消泡劑是能降低水、溶液、懸浮液等的表面張力,防止泡沫形成,或使原有泡沫減少或消滅的物質(zhì)。
消泡劑應(yīng)具備下列性質(zhì):①消泡力強(qiáng),用量少;②加到起泡體系中不影響體系的基本性質(zhì),即不與被消泡體系起反應(yīng);③表面張力小;④ 與表面的平衡性好;⑤耐熱性好;⑥擴(kuò)散性、滲透性好,正鋪展系數(shù)較高;⑦化學(xué)性穩(wěn)定,耐氧化性強(qiáng);⑧氣體溶解性、透過(guò)性好;⑨在起泡性溶液中的溶解性??;⑩無(wú)生理活性,安全性高。
       消泡劑的應(yīng)用十分廣泛,如食品工業(yè)、造紙工業(yè)、水處理、采油工業(yè)、印染工業(yè)、涂料工業(yè)、 洗滌劑工業(yè)、橡膠膠乳工業(yè)、氣溶膠工業(yè)、日化工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、奶制品工業(yè)等。


按成份分為

1、  天然油脂(即豆油、玉米油等)
  優(yōu)點(diǎn):來(lái)源容易,價(jià)格低,使用簡(jiǎn)單;
  缺點(diǎn): 如貯存不好,易變質(zhì),使酸值增高。
2、 聚醚類(lèi)消泡劑
  種類(lèi)挺多,主要有以下幾種:
  a. GP型消泡劑
  以甘油為起始劑,由環(huán)氧丙烷,或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的混合物進(jìn)行加成聚合而制成的
  GP型的消泡劑親水性差,在發(fā)泡介質(zhì)中的溶解度小,所以宜使用在稀薄的發(fā)酵液中。它的抑泡能力比消泡能力優(yōu)越 ,適宜在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入,以抑制整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的泡沫產(chǎn)生。
  b.GPE型消泡劑即泡敵
  在GP型消泡劑的聚丙二醇鏈節(jié)末端再加成環(huán)氧乙烷,成為鏈端是親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油,也叫。按照環(huán)氧乙烷加成量為10%,20%,……50%分別稱(chēng)為GPE10,GPE20,……GPE50。
  GPE型消泡劑親水性較好,在發(fā)泡介質(zhì)中易鋪展,消泡能力強(qiáng),但溶解度也較大,消泡活性維持時(shí)間短,因此用在粘稠發(fā)酵液中效果較好。
  c.GPES型消泡劑:有一種新的聚醚類(lèi)消泡劑,在GPE型消泡劑鏈端用疏水基硬脂酸酯封頭,便形成兩端是疏水鏈,當(dāng)中間隔有親水鏈的嵌段共聚物。這種結(jié)構(gòu)的分子易于平臥狀聚集在氣液界面,因而表面活性強(qiáng),消泡效率高。
3、高碳醇
  高碳醇是強(qiáng)疏水弱親水的線(xiàn)型分子,在水體系里是有效的消泡劑。七十年代初前蘇聯(lián)學(xué)者在陰離子、陽(yáng)離子、非離子型表面活性劑的水溶液中試驗(yàn),提出醇的消泡作用,與其在起泡液中的溶解度及擴(kuò)散程度有關(guān)。C7~C9的醇是最有效的消泡劑。
  C12~C22的高碳醇借助適當(dāng)?shù)娜榛瘎┡渲瞥闪6葹?~9μm,含量為20~50%的水乳液,即是水體系的消泡劑。
  還有些成酯,如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素發(fā)酵中具有消泡作用,后者還可作為前體。
  磷酸三丁酯(CAS:126-73-8)做為古老的消泡劑,仍然被工業(yè)界廣泛使用著,因其極低的表面張力(27.79 25℃),極低的水溶性(0.61 25℃,溶劑溶于水),消泡效果顯著,但因其有刺激性及一定的毒性,較多用于不與食品/日用化妝品接觸的其他工業(yè)。
4、硅類(lèi)
  最常用的是聚二甲基硅氧烷,也稱(chēng)二甲基硅油。它表面能低,表面張力也較低,在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主鏈為硅氧鍵,為非極性分子。與極性溶劑水不親和,與一般油的親和性也很小。它揮發(fā)性低并具有化學(xué)惰性,比較穩(wěn)定且毒性小。純粹的聚二甲基硅氧烷,不經(jīng)分散處理難以作為消泡劑。可能是由于它與水有高的界面張力,鋪展系數(shù)低,不易分散在發(fā)泡介質(zhì)上。因此將硅油混入SiO2氣溶膠,所構(gòu)成的復(fù)合物,即將疏水處理后的SiO2氣溶膠混入二甲基硅油中,經(jīng)一定溫度、一定時(shí)間處理,就可制得。
  有機(jī)硅消泡劑系由硅脂、乳化劑、防水劑、稠化劑等配以適量水經(jīng)機(jī)械乳化而成。其特點(diǎn)是表面張力小,表面活性高,消泡力強(qiáng),用量少,成本低。它與水及多數(shù)有機(jī)物不相混溶,對(duì)大多數(shù)氣泡介質(zhì)均能消泡。它具有較好的熱穩(wěn)定性,可在5℃-150℃寬廣的溫度范圍內(nèi)使用;其化學(xué)穩(wěn)定性較好,難與其他物質(zhì)反應(yīng),只要配置適當(dāng),可在酸、堿、鹽溶液中使用,無(wú)損產(chǎn)品質(zhì)量;它還具有生理惰性L(fǎng)D250g/Kg鼠,通常用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。它對(duì)所有氣泡體系兼具有抑泡、破泡功能,隸屬?gòu)V譜型消泡劑范疇。它被廣泛用于洗滌劑、造紙、紙漿、制糖、電鍍、化肥、助劑、廢水處理等生產(chǎn)過(guò)程中的消泡。在石油工業(yè)中,它被大量用于天然氣的脫硫,加速油氣分離;它還被用于乙二醇的干燥、芳香烴的萃取、瀝青的加工、潤(rùn)滑油的脫蠟等裝置中控制或抑制氣泡。在紡織工業(yè)中,它用于染色、精練、上漿等過(guò)程中的消泡;在化學(xué)工業(yè)中它被用于合成樹(shù)脂、膠乳、涂料、油墨等過(guò)程中的消泡;在食品工業(yè)中它被用于各種濃縮、發(fā)酵、蒸餾過(guò)程的消泡。可將硅脂涂在鍋壁上、出口處或涂在金屬網(wǎng)上,進(jìn)行消泡。將硅脂配成溶液,可用于油相系統(tǒng)消泡。將硅脂加低粘度硅油配成水乳液,可用于多種水相系統(tǒng)消泡。在醫(yī)學(xué)上,通常用于患者術(shù)前、X光和胃鏡檢查前清除臟器或胃內(nèi)器官的脹氣。
  消泡劑大致可分兩類(lèi):一類(lèi)能消除已產(chǎn)生的氣泡,如乙醇等;另一類(lèi)則能抑制氣泡的形成如乳化硅油等。我國(guó)許可使用的消泡劑有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。
5、聚醚改性硅
  結(jié)合了聚醚跟有機(jī)硅消泡劑二者的優(yōu)點(diǎn),具有無(wú)毒無(wú)害,對(duì)菌種無(wú)害,添加量極少,是一種高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品。
  聚醚改性有機(jī)硅,是在硅氧烷分子中因如聚醚鏈段制得的聚醚 - 硅氧烷共聚物(簡(jiǎn)稱(chēng)硅醚共聚物)。聚硅氧烷類(lèi)消泡劑具有消泡迅速,抑泡時(shí)間長(zhǎng)和安全無(wú)毒等特點(diǎn),但它難溶于水,耐高溫,耐強(qiáng)堿性差,聚醚類(lèi)消泡劑水溶性好,耐高溫,耐強(qiáng)堿性強(qiáng),但其消泡速度和抑泡時(shí)間都不甚理想,通過(guò)縮合技術(shù)接枝在聚硅氧烷鏈上引入聚醚鏈,使之具有二類(lèi)消泡劑的優(yōu)點(diǎn),成為一種性能優(yōu)良,有廣泛應(yīng)用前景的消泡劑。在硅醚共聚物的分子中,硅氧烷段是親油基,聚醚段是親水基。聚醚鏈段中聚環(huán)氧乙烷鏈節(jié)能提供親水性和起泡性,聚環(huán)氧丙烷鏈節(jié)能提供疏水性和滲透力,對(duì)降低表面張力有較強(qiáng)的作用。聚醚端基的基團(tuán)對(duì)硅醚共聚物的性能也有很強(qiáng)的影響。常見(jiàn)的端基有羥基、烷氧基等。調(diào)節(jié)共聚物中硅氧烷段的相對(duì)分子質(zhì)量,可以使共聚物突出或減弱有機(jī)硅的特性。同樣,改變聚醚段的相對(duì)分子質(zhì)量,會(huì)增加或降低分子中有機(jī)硅的比例,對(duì)共聚物的性能也會(huì)產(chǎn)生影響。聚醚改性有機(jī)硅消泡劑很容易在水中乳化,亦稱(chēng)作“自乳化型消泡劑”,在其濁點(diǎn)溫度以上時(shí),失去對(duì)水的溶解性和機(jī)械穩(wěn)定性,并耐酸、堿和無(wú)機(jī)鹽,可用于苛刻條件下的消泡,廣泛用于滌綸織物高溫染色工藝、發(fā)酵工藝中的消泡。此外,也可用于二乙醇胺脫硫體系的消泡及各種油劑、切削液、不凍液、水性油墨等體系的消泡,也適用于即印刷行業(yè)感光樹(shù)脂制版后,洗掉未固化樹(shù)脂的消泡,是一種很有代表性、性能優(yōu)良、用途廣泛的有機(jī)硅消泡劑。聚硅氧烷消泡劑通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅兩個(gè)主要組成物質(zhì)適當(dāng)配合而成,以聚二甲基硅氧烷為基材的消泡劑是消泡體系中一類(lèi)理想的消泡劑,就是因?yàn)槠洳蝗苡谒?,較難乳化,聚二甲基硅氧烷比碳鏈烴表面性能低,因此比通常在紡織業(yè)中應(yīng)用的表面活性劑表面張力更低。單純的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而遲緩,消泡作用需要二氧化硅粒子來(lái)加強(qiáng),二氧化硅粒子被硅油帶到泡沫的空氣—水界面上并進(jìn)入氣泡液膜由于其疏水性,與表面活性劑發(fā)泡液滴的接觸角大于90°,從而迫使發(fā)泡液體從固體疏水粒子表面排開(kāi),引起泡沫的局部迅速排液而導(dǎo)致破裂。這樣,由于協(xié)同作用,兩種組成物產(chǎn)生了良好的消泡效果。
6、新型自乳化消泡劑
  含特殊改性的聚硅氧烷。具有極好的耐熱性和耐酸堿性及化學(xué)穩(wěn)定性,可在很寬的溫度范圍內(nèi)廣泛用于各種惡劣體系的泡沫消去和抑制。
7、 聚硅氧烷消泡劑
  聚硅氧烷消泡劑通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅兩個(gè)主要組成物質(zhì)適當(dāng)配合而成,以聚二甲基硅氧烷為基材的消泡劑是消泡體系中一類(lèi)理想的消泡劑,就是因?yàn)槠洳蝗苡谒?,較難乳化,聚二甲基硅氧烷比碳鏈烴表面性能低,因此比通常在紡織業(yè)中應(yīng)用的表面活性劑表面張力更低。單純的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而遲緩,消泡作用需要二氧化硅粒子來(lái)加強(qiáng),二氧化硅粒子被硅油帶到泡沫的空氣—水界面上并進(jìn)入氣泡液膜由于其疏水性,與表面活性劑發(fā)泡液滴的接觸角大于90°,從而迫使發(fā)泡液體從固體疏水粒子表面排開(kāi),引起泡沫的局部迅速排液而導(dǎo)致破裂,這樣,由于協(xié)同作用,兩種組成物質(zhì)產(chǎn)生了良好的消泡效果。聚硅氧烷消泡劑由于有優(yōu)良的消泡效能及其他優(yōu)點(diǎn),已在許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,特別是在紡織物染整加工中,發(fā)展尤為迅速,研究發(fā)現(xiàn),以聚二甲基硅氧烷和聚乙烯的共聚物為基材的硅酮乙二醇類(lèi)消泡劑,由于特殊的溶解性能,在噴射染色和其他紡織物加工中,具有理想的消泡效果。


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