消泡剂简介

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1、消泡剂消泡剂,又称为抗泡剂,在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫,需要添加消泡剂。广泛 应用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗等行 业生产过程中产生的有害泡沫。一般来说,泡沫是气体在液体中的粗分散体,属于气-液非 均相体系。体积密度接近气体而不接近液体的气-液分散体。气-液分散体分为液多气少的 “气泡分散体”和气多液少的“泡沫”。百科名片消泡剂(defoamer)又称为抗泡剂,在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫,需要添 加消泡剂。广泛应用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、 工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。消泡剂的发展

2、近来消泡剂的研究主要集中在有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复 配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂上,复配是消泡剂的发展趋势之 一。就目前消泡剂而言,聚醚类与有机硅类消泡剂的性能最为优良,对这两类消泡剂的改性 与新品种的开发研究也比较活跃.为了消除传统消泡剂这种不可避免的弊病,出现了分子级消泡剂,这类消泡剂由特殊的 矿物油及特殊的分子级消泡物质组成,整个分子呈类似于网状的超分支结构,具有多个锚定 点,同时具有一定的自乳化作用,无需另外添加乳化剂,不会出现因乳化剂脱离而造成的缩 孔现象。3消泡剂Defoamer破泡剂抑泡剂脱泡剂总称为消泡剂。破泡:相对于泡沫(泡沫聚

3、合体),从空气侧侵入泡中,将泡合一破坏。抑泡:从液体侧侵入泡中,将泡合一破坏,令泡沫难以产生。脱泡:从气泡的界面侵入泡中,令气泡合一浮出液面。4物理性质1、消泡快,抑泡性能好。2、不影响起泡体系的基本性质。3、扩散性、渗透性好。4、化学性稳定。5、无生理活性,无腐蚀、无毒、无不良副作用、不燃、不爆,安全性高。5用途主要适用于线路板(PCB)流程;化工;电镀;印染;造纸;医药;水性油墨;陶瓷分切;钢板的清 洗;铝业的加工;各种污水处理以及各种工业等水体系方面的消泡和抑泡。5.1 1、石油工业硅油消泡剂在石油行业用得十分广泛,已成为生产过程中不可缺少的一个重要助剂。由 于钻井液中大量使用强起泡性便

4、面活性剂,不仅抽提原油离不开消泡剂,在原油精炼的后工 序中,同样也须使用消泡剂。首先在原油蒸馏过程中需要使用硅油消泡剂,其次,由塔顶脱 出的气体或从气井出来的天然气中,均含有H2S、CO2等杂质,当使用乙醇胺或 (H0CHMeCH2) 2NH作H2S吸收液循环运转时会产生大量泡沫,影响生产正常进行。若 在胺液中加入硅油消泡剂,即可实现高效率的连续运转。在原油馏分分离芳烃(苯、甲苯、二甲苯等)过程,在裂解及加氢重整反应中,或多或 少都有泡沫产生。在氢化裂解过程中,由于使用水-二甘醇做溶剂,后者有强烈起泡倾向, 这些工艺工程均需使用消泡剂。此外,在生产各类润滑油时,由于填加了诸如浮油剂、抗氧 剂、

5、防锈剂、固体润滑剂及极压抗磨剂等,它们均为表面活性物质,都有不同程度的起泡作 用,因而需加入硅油消泡剂。5.2 2、纺织工业纺织工业是使用硅油消泡剂量最多的部门之一,在织物加工的8个主要工序(即纺纱、 上浆、织布、去浆、洗毛、漂白、染色(扎染)及后整理)中,有4个工序(上浆、洗毛、 染色及后整理)需要使用表面活性剂及其它助剂,因而存在不同程度的泡沫困扰。例如,在 织物印染、匀染及漂染过程中,对于厚密织物的染色常需加入渗透剂,以提高染色均匀性, 而渗透剂极易起泡而引起色渍,甚至造成废品;再如,尼龙绸印印花时,也溶剂产生“泡边” 而影响产品质量。如果分别加入硅油乳液消泡剂或与辛醇等共用作消泡剂,则

6、可解决泡沫的 困扰,提高匀染效果及色浆的稳定性。需要指出,在纤维织物染色及整理过程中,对所用消 泡剂的质量有严格要求。如果消泡剂的稳定性不佳,就可能再织物上出现油迹或油斑,使产 品降档或称为废品。为此对消泡剂的性能,浴液配方及酸、碱性,整理温度及搅拌状况等均 要认真加以选定。对于一般织物多选用硅油乳液消泡剂;对于聚酯纤维织物的高温CL30C 以上)染色,则多使用自乳化型改性硅油消泡剂。5.3 3、合成橡胶及树脂工业使用乳液聚合法制取橡胶胶乳时,多以脂肪酸皂做乳化剂,起泡问题比较严重。特别是 在反应结束后,汽提回收未反应的单体时,起泡尤为严重。列如在合成丁苯胶乳、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ABS

7、)共聚物、氯丁共聚物及酚醛树脂等过程中,均有不同程度的起泡问 题,使用聚醚硅油消泡剂或硅油乳液消泡剂,可以较满意的解决上述问题。再如,在聚氯乙 烯(PVC)地板等生产过程中,需涂布一层PVC溶胶膜。以提高表面耐磨性,而PVC溶胶 中存在密集的气泡,不予消除则将影响涂层的透明性及美观。当加入).2% (质量分数)(按 PVC计)的改性硅油消泡剂,可加快溶胶真空脱泡的速度,还能降低溶胶液黏度,改善施工 性,固化后的溶胶膜,表面光滑无气泡。16泡沫的危害1、生产能力受到大大的限制:如各种生物发酵(啤酒生产、酒精制造、医药上各大抗 生素的生产)中各种发酵罐反应釜蒸煮罐等设备,为了防止泡沫的出现,防止漫

8、溢损失, 投料系数要大打折扣,有时达不到30%。2、造成原料和产品的浪费:由于泡沫的原因,能够造成有用或贵重原料因漫溢而损失, 由此产生的浪费就不言而喻。如造纸厂、糖厂饱充工序、纺织厂的织造工序的上油工序,常 因泡沫而引起溢出。3、延长了反应周期:由于化学反应产物中包括有气体、液体,泡沫会造成气体滞留,延长了反应周期,不必要地多消耗了动力。又如果酒发酵由于泡沫存在使反应过度而变 味。4、影响产品品质:纺织工业中的染色、印花以及水性涂料工艺过程中,由于气泡的滞 留,导致成品布上斑痕、疵点;纸浆浆液的泡沫除了给环境卫生、工人健康造成危害,成品 纸也会出现许多孔洞,造成产品质量严重下降。5、不利于准

9、确计量:工业过程中,由于泡沫的存在,干扰液面计的测量准确,造成测 量失误,液体中由于泡沫的存在,使得液体密度发生较大波动,往往还能引起反应釜吸收塔 蒸馏塔液位虚高,致使操作失去平衡,甚至发生事故。6、污染环境、引起事故的原因之一:由于泡沫漫溢,必然会污染生产环境及其周围环 境,有的甚至造成重大事故。如:美国某炼油厂因渣油泡沫漫溢,引起重大火灾,损失惨重,这里不仅是造成浪费,而且使人的生命财产都招致严重损失。此外,还有染色上的高温喷染、溢流染色等新技术的应用,如不解决泡沫的问题,是无 法实现的。又如现在十分普及的洗衣机,若不是解决洗衣粉、洗涤剂的无泡、低泡问题,那 么洗衣机也就不能够如此地普及应

10、用。以上这些还远远不是泡沫危害的全部,但足以见到它 的严重性。总之,泡沫的存在,影响着国民经济各个部门、方方面面,若不能很好地加以解决,可 以毫不夸张的说,“泡沫”将成为我们的拦路虎,成为某些过程的“瓶颈”。令人欣慰的是, 对于泡沫的消除,我们已有良策。7消泡原理1泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处 的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而 泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后 破裂。2. 消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭消泡剂添加到泡沫体

11、系中,会向气液界面扩散,使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生 恢复膜弹性的能力。3. 消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性,添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起到消 泡作用。4. 添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入 水相,从而起到消泡的作用。5. 增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭某些能与溶液充分混合的低分子物质,可以使气泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降 低。有这种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层的表面活性 剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间

12、的紧密程度,从而减弱了 泡沫的稳定性。6. 电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡破灭对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用,产生稳定性的起泡液,加入普通的电解质 即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。8组成成份(1)活性成份作用:破泡、消泡,减小表面张力:代表物:硅油、聚醚类、高级醇、矿物油、植物油等。1(2)乳化剂作用:使活性成分分散成小颗粒,便于分散在水中,更好的起到消泡、抑泡效果。 代表物:壬(辛)基酚聚氧乙烯醚、皂盐、op系列等、吐温系列、斯盘系列等。(3)载体作用:有助于载体和起泡体系的结合,易于分散到起泡体系里,把两者结合起来,其本 身的表面张力低,有助于抑泡,且可以降低成本。代表

13、物:除水以外的溶剂,如脂肪烃、芳香烃、含氧溶剂等(4)乳化助剂作用:使乳化效果更好。代表物:*分散剂:疏水二氧化硅等;*增粘剂:CMC、聚乙烯醚等。9消泡剂的种类1)抗泡沫剂;抗泡沫添加剂;消泡剂;an tifoami ng age nt;defoami ng age nt2)防沫剂;消泡剂;an tifoam ing age nt3)脱泡剂; 消泡剂;defoam ing age nt;defoamer;air release age nt4)消泡剂; 破泡剂;an tifoam ing age nt;foam breaker;a ntifoam age nt5)食品消泡剂;deformin

14、g agents for food6)纸浆消泡剂;defoam ing age nt of pulp7)食品消泡剂;food antifoaming agents8)有机硅消泡剂;silicone defoamer9)钻井液消泡剂;defoamer for drilling fluid按成份分为1、天然油脂(即豆油、玉米油等)优点:来源容易,价格低,使用简单;缺点:如贮存不好,易变质,使酸值增高。2、聚醚类消泡剂种类挺多,主要有以下几种:a. GP型消泡剂以甘油为起始剂,由环氧丙烷,或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物进行加成聚合而制成的GP型的消泡剂亲水性差,在发泡介质中的溶解度小,所以宜使用在稀薄

15、的发酵液中。 它的抑泡能力比消泡能力优越,适宜在基础培养基中加入,以抑制整个发酵过程的泡沫产 生。b. GPE型消泡剂即泡敌在GP型消泡剂的聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷,成为链端是亲水基的聚氧乙烯氧 丙烯甘油,也叫。按照环氧乙烷加成量为10%,20%,50%分别称为GPE10,GPE20,GPE50。GPE型消泡剂亲水性较好,在发泡介质中易铺展,消泡能力强,但溶解度也较大,消泡 活性维持时间短,因此用在粘稠发酵液中效果较好。c. GPES型消泡剂:有一种新的聚醚类消泡剂,在GPE型消泡剂链端用疏水基硬脂酸酯 封头,便形成两端是疏水链,当中间隔有亲水链的嵌段共聚物。这种结构的分子易于平卧状 聚集在气液界面,因而表面活性强,消泡效率高。3、高碳醇高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子,在水体系里是有效的消泡剂。七十年代初前苏联学 者在阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂的水溶液中试验,提出醇的消泡作用,与其在起 泡液中的溶解度及扩散程度有关。C7C9的醇是最有效的消泡剂。C12C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为49um,含量为2050%的水乳 液,即是水体系的消泡剂。还有些成酯,如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡作用,后者 还可作为前体。磷酸三丁酯(CAS:126-73-8)做为古老的消泡剂,仍然被工业界广泛

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