液体泡沫由紧密堆积在液体中的气泡组成DA液体泡沫是热力学不稳定系统,在范德华力和重力作用下会随时间而破裂,泡沫按照时间来区分可以分为瞬态和亚稳态泡沫,瞬态泡沫可能只持续几秒钟,但亚稳态泡沫持续时间可能会从几分钟到几年不等。瞬时泡沫对工业生产影响不大,但是亚稳态泡沫在许多自然或工业生产中是作为副产物,它们的存在会以有害的方式对生产进行干扰,导致产品和工艺效率的降低,影响对产品的监控,影响液体液位的上升从而导致溢流,减少存储的容量等。例如在发酵过程中溢流导致原料的浪费,在天然气的运输过程中泡沫会阻碍运输,纺织和涂料生产过程中泡沫影响产品的质量,泡沫产生会导致细菌的生长和沉积物的堆积从而对环境造成污染。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。消泡剂的种类很多，有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的，具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至苛刻介质环境如高温、强酸和强碱的特点。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。根据溶液类型主要可以分为五类：天然油脂、高碳醇、聚醚类消泡剂、有机硅类和聚醚改性有机硅类。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、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。C7~C9的醇是最有效的消泡剂。C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm，含量为20~50%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。3、聚醚类消泡剂种类有很多种，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。4、有机硅类最常用的是聚二甲基硅氧烷，也称二甲基硅油。它表面能低，表面张力也较低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主链为硅氧键，为非极性分子。与极性溶剂水不亲和，与一般油的亲和性也很小。它挥发性低并具有化学惰性，比较稳定且*性小。纯粹的聚二甲基硅氧烷，不经分散处理难以作为消泡剂。可能是由于它与水有高的界面张力，铺展系数低，不易分散在发泡介质上。因此将硅油混入SiO2气溶胶，所构成的复合物，即将疏水处理后的SiO2气溶胶混入二甲基硅油中，经一定温度、一定时间处理，就可制得。有机硅消泡剂系由硅脂、乳化剂、防水剂、稠化剂等配以适量水经机械乳化而成。其特点是表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低。它与水及多数有机物不相混溶，对大多数气泡介质均能消泡。它具有较好的热稳定性，可在5℃-℃宽广的温度范围内使用;其化学稳定性较好，难与其他物质反应，只要配置适当，可在酸、碱、盐溶液中使用，无损产品质量;它还具有生理惰性LDg/Kg鼠，通常用于食品和医药行业。它对所有气泡体系兼具有抑泡、破泡功能，隶属广谱型消泡剂范畴。它被广泛用于洗涤剂、造纸、纸浆、制糖、电镀、化肥、助剂、废水处理等生产过程中的消泡。在石油工业中，它被大量用于天然气的脱硫，加速油气分离;它还被用于乙二醇的干燥、芳香烃的萃取、沥青的加工、润滑油的脱蜡等装置中控制或抑制气泡。在纺织工业中，它用于染色、精练、上浆等过程中的消泡;在化学工业中它被用于合成树脂、胶乳、涂料、油墨等过程中的消泡;在食品工业中它被用于各种浓缩、发酵、蒸馏过程的消泡。可将硅脂涂在锅壁上、出口处或涂在金属网上，进行消泡。将硅脂配成溶液，可用于油相系统消泡。将硅脂加低粘度硅油配成水乳液，可用于多种水相系统消泡。在医学上，通常用于患者术前、X光和胃镜检查前清除脏器或胃内器官的胀气。消泡剂大致可分两类:一类能消除已产生的气泡,如乙醇等;另一类则能抑制气泡的形成如乳化硅油等。我国许可使用的消泡剂有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。5、聚醚改性有机硅结合了聚醚跟有机硅消泡剂二者的优点，具有无*无害，对菌种无害，添加量极少，是一种高性价比的产品。根据溶液状态主要可以分为五类:分别为油膏类,溶液类,乳液类,自乳化类,粉末固体类。(1)油膏类主要是在聚硅氧烷中复配白炭黑等疏水性固体颗粒,提升聚硅氧烷的消泡和抑泡效果,主要应用于非水体系的消泡如原油开采、炼制等工艺进行消泡。(2)溶液类主要将油膏类消泡剂或者直接将PDMS与各种有机溶剂进行复配,主要应用于非水体系中的消泡,一般应用在油性体系中,例如在纸桨黑液中的消泡。(3)乳液类主要将硅膏或改性聚硅氧烷在机械搅拌条件下将水和乳化剂加入其中,制备出水包油型乳液,该类普遍使用在水性体系中,是当前工业中应用最广的消泡剂类型。(4)自乳化类主要利用聚醚改性聚硅氧烷制备。因为聚醚类聚硅氧烷中拥有醚键从而使其具有亲水性能,能够自乳化具体水溶性,同时拥有良好的稳定性能和水分散性能。相比乳液类,在链端引入了醚键还使消泡剂可以在极端条件下使用,是当前应用较多的消泡剂类型。(5)粉末固体类主要是把乳液类吸附在具有较大吸油量的多孔硅胶或其他疏水性固体颗粒上制备,它主要应用于简单的水发泡体系中,控制泡沫的产生。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
