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泡沫的产生及消泡原理1泡沫的产生
一般而言,纯水和纯表面活性剂不起泡,这是因为它们的表面和内部是均匀的,很难形成弹性薄膜,即使形成亦不稳定,会瞬间消失。但当溶液中有表面活性剂的存在,空气进入溶液,水中的空气被周围的液体包围而形成水中气泡。
气泡形成后,由于分子间力的作用,其分子中的亲水基和疏水基被气泡壁吸附,形成规则排列,其亲水基朝向水相,疏水基朝向气泡内,从而在气泡界面上形成弹性膜,其稳定性很强,常态下不易。
2消泡机理
消泡作用分“抑泡”、“破泡”两种形式,但统称为消泡剂。
当体系加入消泡剂后,其分子杂乱无章地广布于液体表面,抑制形成弹性膜,即终止泡沫的产生。当体系大量产生泡沫后,加人消泡剂,其分子立即散布于泡沫表面,快速铺展,形成很薄的双膜层,进一步扩散、渗透,层状,从而取代原泡膜薄壁。
由于其表面张力低,便流向产生泡沫的高表面张力的液体,这样低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、渗透,使其膜壁迅速变薄,泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引,这样,致使泡沫周围应力失衡,从而导致其“破泡”。不溶于体系的消泡剂分子,再重新进入另一个泡沫膜的表面,如此重复,所有泡沫,全部覆灭。
3消泡剂的组成
消泡剂的任务:破坏气泡表面液膜,阻止泡的形成和促使泡的破灭。消泡剂用于大泡,微泡需脱气、消泡一起使用。
常规消泡剂由以下组分组成:
活性物质:起破泡消泡作用,表面张力小。代表物有动植物油、疏水二氧化硅、高JI醇等。
扩散剂:润湿乳化剂,保证消泡微滴扩散接触到气泡膜并铺展。有壬(辛)基酚聚氧乙烯醚、皂盐等。
载体:有助于活性物质和起泡体系结合,易于分散到起泡体系,把两者结合起来,其本身表面张力低,有助于抑泡,且可以降低成本。
白水中的无机盐来自废纸原料和使用的药品中的Ca、Mg、Al等硫酸盐。随着节水的闭路循环化进行,无机盐浓度会上升到溶解度的极限。无机盐浓度上升与阴离子系胶状物质的蓄积,使白水中的ZETA电位发生很大变化,影响到纸力增强剂、上胶剂及废水处理设备的絮凝剂效果。采取的对策有以下几个方面:纸力增强剂方面,由单独使用阴离子系改成与阳离子系并用,使ZETA电位接近中性以提高药品效能;上胶剂方面则选用对盐类浓度(特别是Ca离子浓度)障碍不敏感的合成上胶剂;废水处理设备的絮凝剂方面,配合生产系统所使用药品的变更调整分子量或阳离子含量级数。
OTD消泡剂
1.性状
以脂肪酸一酰胺为主体的固体分散油基型(OTD)消泡剂油基型OTD消泡剂主要用于造纸工业的制浆等工段,在以麦草为原料的纸浆中,其消泡能力为煤油的20倍以上,优于或不亚于其它消泡剂。该消泡剂也可甪于其它含水体系的消泡,如在预制感光版(PS)显影机中试用,结果完全满足工艺要求,可将该消泡剂作为其配套产品。
2.制备原理
(1)硬酯酰胺的制备
酰胺是羧酸中羟基被氨基置换后的化合物,也可以作为氨或胺分子中的氢原子被酰基取代后的产物。用于造纸消泡剂组分中的酰胺通常是二酰胺,二酰胺也是合成其它表面活性剂的基本原料。酰胺具有较高的熔点和沸点,低级酰胺可溶于水,随着相对分子质量的增大,溶解度逐渐减少。
二胺及其同系物在一元羧酸过量情况下加热,生成相应的单二酰胺。本消泡剂的二酰胺是由硬酪酸与乙er胺反应的产物,室温下为固体,反应在一定温度下进行,不用催化剂。