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      消泡劑的種類

      文章出處:公司動態 責任編輯:廣東華清化工有限公司 發表時間:2019-12-25
        

      非硅型

      非硅型消泡劑主要有醇類、脂肪酸、脂肪酸酯、磷酸酯類、礦物油類、酰胺類等有機物,酰胺中常用的有單酰胺、雙酰胺等,此外還有三烷基三聚氰胺、氰脲酰氯三聚氰胺、脂肪胺等其它含氮化合物;磷酸酯類包括單烷基、雙烷基磷酸酯和氟化烷基磷酸酯等,常用于洗漆劑產品的消泡;羧化物包括三類物質:脂肪酸,如月桂酸、棕櫚酸等;脂肪酸酯,如脂肪酸甘油脂、動植物油等;脂肪酸皂,如硬脂酸和棕櫚酸的鈣、鋁、鎂皂;脂肪醇、醚包括直鏈和支鏈醇、醚。

      該類消泡劑價格低廉,它適合于在液體剪切力較小,所含表面活性劑發泡能力較溫和的條件下使用,它的制備原料易得、環保性能高、生產成本低,但對致密型泡沫的消泡效率較低,而且由于其專用性較強,市場份額已不斷萎縮。而在有些特殊的行業,如強酸、強堿等,卻需要像聚四氟乙插這類耐酸堿的非硅型消泡劑。

      聚醚型

      聚醚型消泡劑是環氧乙烷、環氧丙烷的共聚物,主要是利用其溶解性在不同溫度表現出的不同特性達到消泡作用。低溫下,聚醚分散到水中,當溫度不斷升高時,聚醚親水性逐漸降低,直到濁點時,使聚醚成為不溶解狀態,這樣才發揮消泡作用。在制備過程中通過調節聚醚的種類及原料的比例就可改變其濁點,從而可以應用在不同行業。

      聚醚型消泡劑具有抑泡能力強、耐高溫等優良性能,缺點是有一定毒性,使用條件受溫度限制,破泡速率不高,使用領域窄。泡沫如果產生的數量較多,其無法迅速消滅泡沫,必須有消泡劑重新加入其中,消泡效果才能體現出來。

      聚醚型消泡劑主要分為GP型、GPE型、GPES型。

      聚合環氧丙烷與環氧乙烷、或環氧丙烷與甘油即可獲得GP型。其在起泡介質內的抑泡能力要高于消泡能力。常用在生物農藥、酵母等生產中做消泡劑。

      GPE型消泡劑主要是將環氧乙烷加在聚丙二醇鏈段(GP型消泡劑)末端,變成親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油鏈端。其在介質中易溶解,消泡能力強,但溶解度也較大,抑泡性能較差,常用于制藥工業做抗菌素發酵過程的消泡劑。

      GPES型是在GPE型消泡劑鏈端用硬脂酸進行酯化處理后得到一種新的聚醚型消泡劑。因為這種結構的分子親油性增加,親水性降低,易于聚集在氣液界面,因而消泡效率高。

      有機硅型

      聚二甲基硅氧烷(也叫做硅油)是有機硅型消泡劑的主要成分。和H2O、普通油類相比,硅油表面張力更小,既適用于水基起泡體系,又適用于油性起泡體系。在H2O、普通油類中,硅油活性高、溶解度低,其基本特征表現在化學性質穩定、使用范圍廣泛、揮發性低、無毒,且消泡能力比較突出等,缺點是抑泡性能較差。

      這一類消泡劑的種類主要包括固體型、乳液型、溶液型和油型。

      固體型消泡劑具有穩定性好、工藝簡單、便于運輸、使用方便等特點。它對油相、水相均適用,介質分散性也比較突出,在低(無)泡洗衣粉領域應用比較普遍。

      乳液型消泡劑中的硅油具有較大的張力,乳化難度系數大,乳化劑一旦選擇不當,會造成消泡劑在短時間內分層、變質等現象。乳液的穩定性對消泡劑質量極為關鍵,因此乳液型硅類消泡劑的制備重點在于乳化劑選擇。同時乳液型消泡劑具有價格便宜、適用范圍廣泛、消泡效果明顯等特點,在有機硅消泡劑中用量最大。隨著配方技術的進步,乳液型消泡劑會有較大發展。

      溶液型消泡劑是硅油溶解在溶劑中制成的溶液,其消泡原理是:利用溶劑將硅油成分攜帶且于起泡溶液內分散,在這一過程中,硅油會逐步凝聚成微滴,由此完成消泡。硅油溶解在非水有機溶液體系中,例如多氯乙烷、甲苯等,可以作為油性溶液消泡。

      硅油溶解在水相體系溶液中,例如乙二醇、甘油等,可以作為水性溶液消泡。需要注意的是,溶劑在提高消泡劑分散性的同時,其成本也會加大,其制備過程中攪動的速度、力度如果不足,溶劑雖易得到擴散,硅油卻凝聚成粒度大、消泡活性較差的油珠。

      成本較高的二甲基硅油通常適合油溶性溶液的消泡。一般來說,高黏度的起泡體系選擇低黏度的消泡劑,低黏度的起泡體系選擇高黏度的消泡劑。

      聚醚改性有機硅型

      此類消泡劑是利用聚醚鏈段或聚硅氧烷鏈段改性接枝后獲得的硅醚共聚物,它是將兩者的優點有機結合起來得到一種新型高效消泡劑,具有分散性好、抑泡能力強、穩定、無毒、揮發性低、消泡效力強等優點。

      (1)聚醚改性有機硅型消泡劑特點

      逆溶解性:由于分子中含有聚醚鏈段,所以具備聚醚消泡劑的濁點特性,能基于體系消泡的溫度需求方便地選擇適用的聚硅氧烷聚醚型消泡劑。

      自乳性:由于硅氧烷鏈段和聚醚鏈段對溶劑的憎、親性能不同,當聚醚改性有機硅型消泡劑加入溶劑中,聚醚鏈段伸展于外部、聚硅氧烷鏈段卷曲于內部,所形成分散狀態即所謂的“自乳性”。消泡劑在自乳性作用下,可以迅速、均勻地分散于起泡液內,其穩定性較為突出,對抑泡、消泡功能的全面發揮有利。對聚醚鏈段、硅氧烷鏈段的比例進行調節,可以使消泡劑適用于不同性質起泡溶液。

      (2)聚醚改性有機硅型消泡劑種類

      根據內部銜接方式不同,聚醚改性有機硅型消泡劑可以分為以下兩類:

      以酸為催化劑制備的-Si-O-C-鍵連接的共聚物,這種消泡劑易于水解,穩定性較差。如果有胺類緩沖劑存在,可以進行較長時間保留。但因其價格低,發展潛力極為明顯。

      -Si-C-鍵銜接的共聚物結構比較穩定,在密閉條件下,可以保存兩年以上。但是由于生產過程中要使用價格昂貴的鉑為催化劑,使得此類消泡劑的生產成本高昂,所以并未得到廣泛應用。

      不同種類的優缺點:

      礦物油類、酰胺類、低級醇類、脂肪酸及脂肪酸酯類、磷酸酯類等有機物消泡劑的研究應用較早,屬于第一代消泡劑,其具有原料易得、環保性能高、生產成本低等優點;缺點在于消泡效率低、專用性強、使用條件苛刻等。

      聚醚類消泡劑是第二代消泡劑,主要包括直鏈聚醚、由醇或氨為起始劑的聚醚、端基酯化的聚醚衍生物三種。聚醚類消泡劑最大的優點在于抑泡能力強,除此以外,還有些聚醚類的消泡劑具有耐高溫、耐強酸強堿等優良性能;缺點是使用條件受溫度限制、使用領域窄、消泡能力較差、破泡速率低等。

      有機硅類消泡劑(第三代消泡劑)有較強的消泡性能、快速的破泡能力、揮發性低、對環境無毒害、無生理惰性、使用范圍廣等優點,因此有著廣闊的應用前景和巨大的市場潛力,但是抑泡性能較差。

      聚醚改性聚硅氧烷消泡劑同時兼有聚醚類消泡劑和有機硅類消泡劑的優點,是消泡劑的發展方向。有時還可以根據其逆溶解性重復利用,但是此類消泡劑的種類較少,還處于研發階段,生產的成本較高。

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