有機硅消泡劑那些事兒
工業(yè)生產(chǎn)中, 泡沫無處不在：各類加工液的機槽；各類工業(yè)清洗池；各類工業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品及制劑中；石油化工的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中, 水處理等等。
泡沫, 給工業(yè)生產(chǎn)帶來種種問題：為了防止泡沫溢出, 投料系數(shù)被迫降低 30%~ 50%； 泡沫溢出導(dǎo)致原材料的浪費；泡沫占據(jù)空間, 影響反應(yīng)速度, 生產(chǎn)周期被迫延長；泡沫會影響產(chǎn)品品質(zhì), 如涂料, 塑膠制品；泡沫的產(chǎn)生, 對工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響, 造成操作波動, 質(zhì)量不穩(wěn)定。
針對泡沫問題, 最直接的解決方式就是使用消泡劑。
消泡劑應(yīng)具備下述性質(zhì)：
1、消泡力強，用量少；
2、加入后不影響體系基本性質(zhì)；
3、表面張力小；
4、與表面平衡性好；
5、擴散性、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；
8、氣體溶解性，透過性好；
9、在起泡溶液中溶解性?。?/span>
10、生理安全性高。
消泡劑發(fā)展歷程中，主要分為四個階段
第一階段消泡劑：主要是由各種有機物構(gòu)成，如：脂肪酸、礦物油、脂肪酰胺、低級醇類等。這種消泡劑多數(shù)為天然物質(zhì)，對環(huán)境污染小，價格低廉。由于消泡性能比較弱，對于大量泡沫的情況不能滿足生產(chǎn)的要求。
第二階段消泡劑：聚醚類消泡劑 CnH(2n+1)O(EO)a(PO)bH，聚氧乙烯基鏈段（EO）是親水基；聚氧丙烯基鏈段（PO）是親油基。這種消泡劑抑泡性能好，無毒、無刺激，并且具有良好的分散性。在實際生產(chǎn)中調(diào)節(jié)聚醚的相對分子量和聚醚鏈段中EO、PO 的比例，來滿足各個生產(chǎn)領(lǐng)域的需求。目前市場上存在的聚醚型消泡劑主要有直鏈聚醚、醚胺、脂肪醇聚醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、等聚醚衍生物。
第三階段消泡劑：有機硅消泡劑，這類消泡劑較前兩者消泡性能更佳。通常，分子量較大的硅油在表面活性劑溶液中不溶，而對于小分子硅油很容易被表面活性劑分子增溶，從而改變了消泡劑的組成，使消泡性能減弱。對于硅油復(fù)配的消泡劑，不溶于水也不溶于礦物質(zhì)油中，因此抑泡能力較強，同時也大大增強其破泡效果。由于 Si-O 鍵和 Si-C 鍵相對比較穩(wěn)定，允許在含有少量酸、堿、鹽的體系中使用。工業(yè)生產(chǎn)中常用的有機硅消泡劑，多數(shù)是在硅油中添加分散助劑制得的一類硅油二次加工制品，那些都屬于液體混合物。混合物從外觀和流動性上主要分為硅膏型、硅油型、乳液型、溶液型和固體型五類。
第四階段消泡劑：聚醚改性硅油消泡劑，在前幾代消泡劑的基礎(chǔ)上，力求把聚醚、有機硅的優(yōu)點整合，將聚醚鏈段引入硅油鏈段上，具有更強的消泡、抑泡性能。聚醚改性硅油屬于新型的特種有機硅表面活性劑，采用含有雙鍵的聚醚與低含氫硅油通過加成反應(yīng)而成，是一種性能獨特的有機硅非離子表面活性劑，其既保留了硅油的耐高低溫性、耐候性、脫模性、憎水性以及生理惰性等性能，又具有聚醚無刺激性、高表面活性及易于分散的特性。由于聚醚改性硅油具有良好的耐熱性、抗剪切性及耐酸、堿性能，且無毒無味、儲存穩(wěn)定，因而被廣泛應(yīng)用。
有機硅消泡劑作用機理
有機硅消泡或抑泡的能力，是由于它具有的很低的表面張力。有機硅化合物（硅油）干擾氣液界的表面張力，導(dǎo)致消泡效果。
消泡劑的機能，也有按破泡、脫泡、抑泡三種機理進行定義。
破泡：相對于泡沫，從空氣側(cè)進入泡中，將泡合一破壞。
抑泡：從液體側(cè)進入泡中，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。
有機硅消泡劑種類
1、水乳劑型消泡劑
以聚二甲基硅氧烷（二甲基硅油）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)消泡場合）或制成高濃度硅膏，用時采用涂抹法或臨時稀釋后使用。
二甲基硅油結(jié)構(gòu)式
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。石油工業(yè)需要大量有機硅表面活性劑作破乳劑用。
3、固體粉劑消泡劑
含質(zhì)量分數(shù)2%~5%有機硅消泡成分及質(zhì)量分數(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硅表面活性劑，在聚硅氧烷分子鏈上引入親水基（聚醚改性硅油），可顯著改善有機硅在水中的分散性，或成自乳化狀，成為一類專門的消泡劑，在濁點以上消泡，適合高溫高壓噴射染色等消泡。
聚醚改性硅油結(jié)構(gòu)式
“自乳化型”消泡劑耐熱、機械穩(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。
泡沫, 給工業(yè)生產(chǎn)帶來種種問題：為了防止泡沫溢出, 投料系數(shù)被迫降低 30%~ 50%； 泡沫溢出導(dǎo)致原材料的浪費；泡沫占據(jù)空間, 影響反應(yīng)速度, 生產(chǎn)周期被迫延長；泡沫會影響產(chǎn)品品質(zhì), 如涂料, 塑膠制品；泡沫的產(chǎn)生, 對工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響, 造成操作波動, 質(zhì)量不穩(wěn)定。
針對泡沫問題, 最直接的解決方式就是使用消泡劑。
消泡劑應(yīng)具備下述性質(zhì)：
1、消泡力強，用量少；
2、加入后不影響體系基本性質(zhì)；
3、表面張力小；
4、與表面平衡性好；
5、擴散性、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；
8、氣體溶解性，透過性好；
9、在起泡溶液中溶解性?。?/span>
10、生理安全性高。
消泡劑發(fā)展歷程中，主要分為四個階段
第一階段消泡劑：主要是由各種有機物構(gòu)成，如：脂肪酸、礦物油、脂肪酰胺、低級醇類等。這種消泡劑多數(shù)為天然物質(zhì)，對環(huán)境污染小，價格低廉。由于消泡性能比較弱，對于大量泡沫的情況不能滿足生產(chǎn)的要求。
第二階段消泡劑：聚醚類消泡劑 CnH(2n+1)O(EO)a(PO)bH，聚氧乙烯基鏈段（EO）是親水基；聚氧丙烯基鏈段（PO）是親油基。這種消泡劑抑泡性能好，無毒、無刺激，并且具有良好的分散性。在實際生產(chǎn)中調(diào)節(jié)聚醚的相對分子量和聚醚鏈段中EO、PO 的比例，來滿足各個生產(chǎn)領(lǐng)域的需求。目前市場上存在的聚醚型消泡劑主要有直鏈聚醚、醚胺、脂肪醇聚醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、等聚醚衍生物。
第三階段消泡劑：有機硅消泡劑，這類消泡劑較前兩者消泡性能更佳。通常，分子量較大的硅油在表面活性劑溶液中不溶，而對于小分子硅油很容易被表面活性劑分子增溶，從而改變了消泡劑的組成，使消泡性能減弱。對于硅油復(fù)配的消泡劑，不溶于水也不溶于礦物質(zhì)油中，因此抑泡能力較強，同時也大大增強其破泡效果。由于 Si-O 鍵和 Si-C 鍵相對比較穩(wěn)定，允許在含有少量酸、堿、鹽的體系中使用。工業(yè)生產(chǎn)中常用的有機硅消泡劑，多數(shù)是在硅油中添加分散助劑制得的一類硅油二次加工制品，那些都屬于液體混合物。混合物從外觀和流動性上主要分為硅膏型、硅油型、乳液型、溶液型和固體型五類。
第四階段消泡劑：聚醚改性硅油消泡劑，在前幾代消泡劑的基礎(chǔ)上，力求把聚醚、有機硅的優(yōu)點整合，將聚醚鏈段引入硅油鏈段上，具有更強的消泡、抑泡性能。聚醚改性硅油屬于新型的特種有機硅表面活性劑，采用含有雙鍵的聚醚與低含氫硅油通過加成反應(yīng)而成，是一種性能獨特的有機硅非離子表面活性劑，其既保留了硅油的耐高低溫性、耐候性、脫模性、憎水性以及生理惰性等性能，又具有聚醚無刺激性、高表面活性及易于分散的特性。由于聚醚改性硅油具有良好的耐熱性、抗剪切性及耐酸、堿性能，且無毒無味、儲存穩(wěn)定，因而被廣泛應(yīng)用。
有機硅消泡劑作用機理
有機硅消泡或抑泡的能力，是由于它具有的很低的表面張力。有機硅化合物（硅油）干擾氣液界的表面張力，導(dǎo)致消泡效果。
消泡劑的機能，也有按破泡、脫泡、抑泡三種機理進行定義。
破泡：相對于泡沫，從空氣側(cè)進入泡中，將泡合一破壞。
抑泡：從液體側(cè)進入泡中，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。
有機硅消泡劑種類
1、水乳劑型消泡劑
以聚二甲基硅氧烷（二甲基硅油）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)消泡場合）或制成高濃度硅膏，用時采用涂抹法或臨時稀釋后使用。
二甲基硅油結(jié)構(gòu)式
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。石油工業(yè)需要大量有機硅表面活性劑作破乳劑用。
3、固體粉劑消泡劑
含質(zhì)量分數(shù)2%~5%有機硅消泡成分及質(zhì)量分數(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硅表面活性劑，在聚硅氧烷分子鏈上引入親水基（聚醚改性硅油），可顯著改善有機硅在水中的分散性，或成自乳化狀，成為一類專門的消泡劑，在濁點以上消泡，適合高溫高壓噴射染色等消泡。
聚醚改性硅油結(jié)構(gòu)式
“自乳化型”消泡劑耐熱、機械穩(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。
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