消泡劑的應(yīng)用
| 有機(jī)硅消泡劑的作用、種類和應(yīng)用 一、有機(jī)硅消泡劑作用機(jī)理： 有機(jī)硅消泡或抑泡的能力，是由于它具有的很低的表面張力。有機(jī)硅化合物（硅油）干擾氣液界的表面張力，導(dǎo)致消泡效果。 當(dāng)有機(jī)硅加到泡沫介質(zhì)中時(shí)，硅油的小顆粒落到泡的表面，同時(shí)有效地降低接觸點(diǎn)的表面張力，在泡外皮引起一個(gè)薄弱點(diǎn)，從而引起破泡。最佳消泡活性標(biāo)準(zhǔn)可以如此描述：游離的硅油小粒子必須完全地、盡可能快地和有效地分散到活動(dòng)區(qū)內(nèi)。硅油借助于生產(chǎn)加工時(shí)加入的比例很小，表面積很大的SiO2填料作用，而迅速分散，并在SiO2粒子接觸點(diǎn)外引起破乳破泡，擠在一起的泡沫由于臨近處泡沫的破裂，引起不穩(wěn)定態(tài)，加快引起連續(xù)破泡的效果，至最后達(dá)到穩(wěn)定態(tài)。如果是乳液狀消泡劑，乳液太穩(wěn)定，將減少消泡作用。穩(wěn)定性差時(shí)，有較大活性。因此，需要在穩(wěn)定性和活性之間加以平衡，并選擇在水相及油相中溶解度低，而又具有極高活性的有機(jī)硅化合物。 消泡劑的機(jī)能，也有按破泡、脫泡、抑泡三種機(jī)理進(jìn)行定義。 破泡：相對(duì)于泡沫，從空氣側(cè)進(jìn)入泡中，將泡合一破壞。 抑泡：從液體側(cè)進(jìn)入泡中，將泡合一破壞。 脫泡：從氣泡的界面侵入泡中，令氣泡合一浮出液面。 消泡劑有油型、溶液型、乳液型，固體粉末型及復(fù)合型等。均應(yīng)具備下述性質(zhì)： 1、 消泡力強(qiáng)，用量少； 2、 加入后不影響體系基本性質(zhì)； 3、 表面張力??； 4、 與表面平衡性好； 5、 擴(kuò)散性、滲透性好； 6、 耐熱耐酸耐堿好； 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、 在起泡溶液中溶解性??； 10、 生理安全性高。 二、有機(jī)硅消泡劑種類： 1、水乳劑型消泡劑： 以聚二甲基硅氧烷（硅酮）為主體，及白炭黑復(fù)合物，在表面活性劑（乳化劑）的作用下制備成O/W型各種不同濃度的水乳消泡（適合水性介質(zhì)消泡場(chǎng)合）或制成高濃度硅膏，用時(shí)采用涂抹法或臨時(shí)稀釋后使用。 2、 油體系消泡劑： 借助溶劑攜帶硅油并分散到起炮液中。溶劑擴(kuò)散，硅油或微滴發(fā)揮消泡作用（一般高、低粘度硅油調(diào)合）或制成硅油/礦物油分散體。 原油破乳脫水： 原油占有一定的比例時(shí)以W/O乳液形式得到的，不將其中大部份水份除去，這種油是不能加工的，石油工業(yè)需要大量有機(jī)硅表面活性劑作破乳劑用。此為白色固體，1％水溶液表面張力為20.6mN/m 3、 固體粉劑消泡劑： 含質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%~5%有機(jī)硅消泡成分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%~50%的粉狀固體載體。 4、消泡棒： 硅油、磺酸鈉鹽及蠟的制劑。 5、自乳化自分散型消泡劑： 以聚硅氧烷與聚醚共聚的有機(jī)硅表面活性劑，在聚硅氧烷分子鏈上引入親水基，可顯著改善有機(jī)硅在水中的分散性，或成自乳化狀，成為一類專門的消泡劑，在濁點(diǎn)以上消泡，適合高溫高壓噴射染色等消泡。 “自乳化型”消泡劑耐熱、機(jī)械穩(wěn)定性，耐酸、堿，苛刻條件下消泡，如聚酯纖維高溫染色，二乙醇胺水溶液脫硫體系，各種油劑切削液，不凍液等體系消泡。 三、有機(jī)硅消泡劑應(yīng)用： 1、 紡織印染： （1）、上漿工藝：水乳劑型有機(jī)硅消泡劑，如：BD-304（或有機(jī)硅聚醚），上漿槽內(nèi)添加量0.2?0.25g/L （2）、化纖油劑：化纖油劑加入0.02?0.04%水乳液型消泡劑?；w油劑配方中應(yīng)含有機(jī)硅聚醚硅油。 （3）、退漿精煉：選用含聚醚有機(jī)硅，如：BD-3055。 （4）、漂白：酸性較強(qiáng)，有機(jī)硅消泡劑。 （5）、染色：有機(jī)硅乳液消泡劑。噴射染色最好選用聚醚有機(jī)硅，高溫消泡、低溫水溶，不沾污織物。 2、 石化工業(yè)： （1）、鉆井：乙基硅油（或甲基硅油層乳液）用于泥漿添加劑。 （2）、采油：油氣分離，消泡棒。熔點(diǎn)比井口泡沫溫度高2.8?13.9℃。 （3）天然汽油吸收：用汽油將二甲基硅油配成2％溶液。 （4）油氣分離破乳： A、 油氣分離，原油中添加0.025～0.0065mg/Kg可提高生產(chǎn)能力； B、 破乳：油氣分離的原油一般微W/O型乳液，添加0.2mg/Kg左右的適宜消泡劑，可達(dá)到破乳消泡的效果。 （5）精煉：減壓蒸餾添加消泡劑，餾分顏色改善，餾分范圍放寬，常用有硅油的柴油溶液。 （6）高能燃料（內(nèi)燃、噴氣、航空燃料）用氰烷基聚硅氧烷分散在高閃點(diǎn)煤油中，再加到高能燃料中作高效消泡劑。 （7）瀝青、渣油：添加硅油量為0.2×10－6～2.0×10－6 （8）延遲焦化、除焦、消垢：消泡劑添加參考量：0.05～100×10－6 （9）消泡鉆井液：高粘度磺金屬鹽（石油磺酸鈣：磺化瀝青鈉＝1：1），硅氧烷的加入量約100～400×10－6或5～15mg/Kg，磺酸鹽：硅氧烷接近1：1為佳。 （10）潤(rùn)滑油：如內(nèi)燃機(jī)、汽車潤(rùn)滑劑、金屬加工液、壓縮機(jī)油等，當(dāng)用硅油添加作消泡，是因?yàn)橐韵聝?yōu)點(diǎn)： A、難溶于潤(rùn)滑油，處于分散狀態(tài)，有利于吸附在氣泡膜上破泡； B、有與礦物油類似的烷基，能擠進(jìn)泡膜，削弱分子引力； C、表面張力低，滲透好，吸附在泡膜表面時(shí)使局部表面張力降低，因泡膜表面張力不均勻而破泡。 重質(zhì)油選用粘度小硅油，添加量1～10×10－6。另外，烷基聚丙烯酸酯也比較好，有較好的氣體釋放性。 支鏈胺加入粗汽油、石腦油中，再加入到潤(rùn)滑油中，也可作消泡劑，加入量微0.05～1％，此消泡劑可加入金屬切削液中。 3、 造紙工業(yè) （1）制漿：有機(jī)硅乳液消泡劑（90g/T紙）。 （2）涂布紙：涂層涂料，壓光后印刷畫報(bào)等的用紙，涂布?xì)馀菀话阌梅枪柘輨?br /> （3）污水處理：水乳劑型有機(jī)硅消泡劑，如BD-303有機(jī)硅消泡劑。 4、 涂料、油墨中的應(yīng)用 I、涂料生產(chǎn)中對(duì)消泡劑的要求： （1）與泡沫表面的活性物質(zhì)有一定親和力，但再氣泡液中應(yīng)該是難溶與不溶的； （2）表面張力低于氣泡液的表面張力，且有較低HLB值； （3）應(yīng)使乳液（乳膠）穩(wěn)定； （4）涂料成膜后不能引起魚眼和縮孔的不良后果； （5）水性涂料用消泡劑：多使用水中難溶的物質(zhì)，如礦物油、高級(jí)醇、有機(jī)硅樹脂，有機(jī)硅是水性涂料最好的消泡劑。 非水性涂料用消泡劑：常用難溶于有機(jī)溶劑中的物質(zhì)，如低級(jí)醇、有機(jī)硅樹脂（有機(jī)硅樹脂用量要適量，過(guò)量易縮裂、陷穴，現(xiàn)多采用改性的有機(jī)硅樹脂或經(jīng)乳化的有機(jī)硅樹脂）。 II、水性涂料中推薦使用的有機(jī)硅消泡劑： （1）硅油、疏水SiO2混合物適用： 環(huán)氧樹脂，澆涂，用量0.3％； 熱塑丙烯酸樹脂，噴涂，用量0.3％ （2）聚醚聚硅氧烷與疏水SiO2混合物適用： 熱固性醇酸樹脂，浸涂用量0.3％，刮涂用量0.1％ （3）疏水SiO2、烴類、硅油的混合物適用： 熱塑性丙烯酸樹脂，印刷、油墨，用量0.1％； 空氣干燥型丙烯酸樹脂，澆涂，用量0.5％。 （4）硅油及疏水SiO2混合物乳液適用： 醇酸改性苯丙樹脂，澆涂，用量0.5％ 5、 洗滌劑工業(yè)用有機(jī)硅消泡劑 聚硅氧烷和改性三聚磷酸鈉作為粉狀洗滌劑添加劑，含SiO2為2～6％的二甲基硅油（1500c.s）乳液與無(wú)水三聚磷酸鈉混合，乳液用量10～40％，形成水合物作添加劑。 金屬清洗液，要求耐堿，最好時(shí)加入液體產(chǎn)品時(shí)透明且有消泡活性。 6、 食品工業(yè)用有機(jī)硅消泡劑： 食品專用聚硅氧烷樹脂：二甲基聚硅氧烷為主體，含15％以下SiO2食品為水溶液時(shí)，用其乳化后的產(chǎn)品，其它均可直接用油型的產(chǎn)品，用量控制0.05g/Kg以下，此類消泡場(chǎng)合包括發(fā)酵及制糖，硅－乙二醇共聚物適合發(fā)酵過(guò)程抑泡。 |
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