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关于消泡剂的作用机理,普遍认为是低表面张力的消泡剂进入了双分子定向气泡膜的局部,破坏了定向气泡膜的力学平衡,而导致破泡或抑制发泡。适用作消泡剂的有机化合物较多,有硅油、聚醚、醇、脂肪酸、磷酸盐及金属皂等。从结构上看,非硅系消泡剂都是分子一端或两端带有极性基团的有机化合物或聚合物,它们与起泡剂相似,因而使用不当便会有起泡剂的作用,其铺展系数较大,破泡作用很强,而抑泡作用较差。
在制浆造纸工业(简称造纸工业)中,泡沫处理是生产中的棘手问题。
1发泡原因
当含有表面活性剂的液体或黏度较大的液体受到搅动时,常常会产生大量不易消失的泡沫。这些泡沫较为稳定不易消失的原因如下:
1.1膜弹性
液膜在一般的稀化过程中抗拒局部稀薄化的能力为膜弹性。当液膜有一稀薄点时,此点即是可能的部位。
但当这一点再进一步被拉伸时,则在此部位的表面活性剂分子会更加减少,而使其表面张力增大结果造成力的不平衡,牵拉周围的表面向稀薄点移动以平衡表面张力。表面层的移动会一起拉动下层的液体,这样就防止了初期弱点的进一步稀薄,及进而引起的泡沫。
这种作用也可称为“自我痊愈效应”。当然平衡表面张力时,也可能是主体液中的分子移出来而不必由邻近的表面移动分子。
但如果发生这种情况的话,就不会有回复稀薄部位的活动,也无法防止进一步的稀化,从而导致泡沫。不过,大多数发泡表面活性剂分子从主体到表面的移动速度相当慢所以自我痊愈效应是主要的。
聚硅氧烷消泡剂
聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配合而成,以聚二jia基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡体系中一类理想的消泡剂,就是因为其不溶于水,较难乳化,聚二jia基硅氧烷比碳链烃表面性能低,因此比通常在纺织业中应用的表面活性剂表面张力更低。单纯的聚二jia基硅氧烷抑泡性能差而迟缓,消泡作用需要二氧化硅粒子来加强,二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的空气—水界面上并进入气泡液膜由于其疏水性,与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90°,从而迫使发泡液体从固体疏水粒子表面排开,引起泡沫的局部迅速排液而导致,这样,由于协同作用,两种组成物质产生了良好的消泡效果。聚硅氧烷消泡剂由于有优良的消泡效能及其他优点,已在许多领域广泛应用,特别是在纺织物染整加工中,发展尤为迅速,研究发现,以聚二jia基硅氧烷和聚乙烯的共聚物为基材的硅酮乙二醇类消泡剂,由于特殊的溶解性能,在喷射染色和其他纺织物加工中,具有理想的消泡效果。