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影响消泡剂性能的因素有哪些

来源: admin 发布时间:2020-01-04 13:47

在许多工业(如印染、发酵、造纸、涂料、医药、油田开采、水处理等)的生产过程中,由于搅拌、振动、沸腾等操作经常会产生大量泡沫,如不经适当抑止,泡沫会给生产带来很多麻烦,如影响生产的正常进行、减少设备有效负载量、造成产品质量及生产能力下降等.为了消除和抑制泡沫,有效和最经济简便的方法就是加入消泡剂,下面简要介绍一下消泡剂性能的影响因素。
印染

消泡剂又称防沫剂,按状态可分为油状、乳液状、固态以及膏状等;按化学组成可分为醇类、脂肪酸类、酰胺类、磷酸盐类、聚醚类和聚硅氧烷类(习惯又称有机硅类)等。同非硅类消泡剂相比,有机硅类消泡剂因具有消泡和抑泡效果好、用量少等特点而受到各行各业的关注.
1. 甲基硅油粘度及用量对消泡剂性能的影响
甲基硅油表面张力低,消泡能力强,热稳定性好,呈化学和生理惰性,加之不溶于水,对大多数起泡介质均有优异的消泡性能,因此,我们选择甲基硅油作为消泡剂的一个主要组分.固定其他条件不变,考察甲基硅油粘度改变对消泡剂性能的影响,实验结果:随甲基硅油粘度的增加,消泡剂的消泡时间呈先下降而后略增加的趋势,但抑泡时间则是一直在增加.这是因为低粘度甲基硅油表面张力小,易分散于起泡液中起消泡作用,但溶解度大,抑泡时间短;而粘度大的甲基硅油溶解度小,抑泡时间长,但乳化困难,消泡效果差.
此外,甲基硅油在乳液中的含量也应适中,若用量太低,消泡效果差,为达预期的消泡效果,所加的消泡剂乳液量必须多,但这将会影响产品质量;若用量太高,则不易乳化.实验表明,甲基硅油在乳液中的适宜含量为16%一17%
2 .二氧化硅选择及用量对消泡剂性能的影响
可用于甲基硅油消泡剂的二氧化硅有:气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅胶、硅溶胶及石英粉末等.由于气相二氧化硅(白炭黑)比表面积大,密度小,易分散,未经疏水处理显亲水性,在有机相中难以浸润和分散,经疏水处理后的表面经基含量减少,聚集倾向减弱,表面白由能降低,由亲水转为疏水,与有机相的浸润性、分散性得到改善,有助于增强硅油在起泡体系中的分散能力,增加乳液的稳定性!,因此,我们选择气相二氧化硅与甲基硅油进行复配,以提高甲基硅油的消泡效果.
在其他条件相同的情况下,考察白炭黑不同用量对消泡剂消泡性能的影响,实验结果所示.随白炭黑用量的增加,所得消泡剂乳液稳定性变差.相对于100 g甲基硅油而言,当白炭黑的用量低于8g(折合乳液中白炭黑用量为1.300)时,随白炭黑用量的增加,消泡剂消泡性能增强,但当白炭黑的用量高于89以上时,其消泡性能基本不随白炭黑用量的增加而改变.综合考虑,我们认为消泡剂中白炭黑的最适用量应以1.3%左右为宜.
3. 聚醚硅油用量对消泡剂性能的影响
聚醚硅油本身就有消泡和抑泡性能,能与甲基硅油/改性白炭黑产生协同作用.固定其他条件不变,加入聚醚硅油并改变其用量,观察消泡剂的消泡性能,实验结果:单纯的甲基硅油/白炭黑乳液消泡效果不是最好.加入聚醚硅油后,在一定用量范围内,随其用量增加,消泡剂消泡时问变短,且有利于延长抑泡时问.另外,乳液的稳定性及其在水中的分散性随聚醚硅油用量的增加而变好.这是由于加入聚醚硅油后,聚醚硅油白身能白乳化,利用组分间的协同增效作用而使消泡剂的消泡效果明显改善.但当聚醚硅油用量超过20
g(占乳液总质量分数10%)时,会导致消泡剂组分的亲水性大增,易分散于起泡液中而使抑泡性降低,故合适的聚醚硅油用量为10%左右.
4 乳化剂的复配及其用量对消泡剂性能的影响
乳化剂是制备乳液型有机硅消泡剂的关键因素之一甲基硅油难以乳化为了使乳化剂能很好地起到乳化分散作用,首先应考虑乳化剂的H
LB值与硅油的H
LB值(大约为8一11)相接近,其次要考虑乳化剂的发泡力要小,另外还要考虑被乳化体系与乳化剂憎水基之问的亲合力.通常离子型乳化剂如磺酸盐、硫酸酯等均有不同程度的助泡作用,而Span类和Tween类非离了型乳化剂与甲基硅油的亲和力较好,且发泡性能低,故本研究选用Span-80与Tween-80进行复配.复合乳化剂不同H
LB值时消泡剂的消泡性能见表4.由表4可看出,乳化剂H LB值约为10时,消泡剂的消泡性能、离心稳定性及在水中的分散性均较好.
固定其他条件和乳化剂Span-80与Tween-80的配比均不变,考察复合乳化剂用量改变对消泡剂性能的影响,实验结果:乳化剂用量过小,消泡剂乳液不稳定,容易分层.乳化剂用量过大,消泡剂乳液稳定性提高,但消泡效果下降.此乃两方面因素造成:一是乳化剂用量过多,导致乳液粒了过小,从而使消泡速度降低;二是乳化剂用量过多,增加乳液的稳定性,使乳液粒了不能捕获气泡,失去消泡性能.当复合乳化剂的用量小于6%时,消泡剂乳液的稳定性随复合乳化剂用量的增加而增加,且消泡性能增强;当复合乳化剂的用量大于6%时,消泡剂的稳定性不随用量的变化而变化,但消泡性能降低.实验证明,复合乳化剂的用量约为6%时消泡剂消泡效果较好.
5 增稠剂的影响
为了提高乳液的稳定性,加入增稠剂是一种有效的途径.常用的增稠剂有狡甲基纤维素钠、经乙基纤维素、聚乙二醇、海藻酸钠等.

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