《甲基硅油乳液的制备》解读

甲基硅油乳液的制备

摘要：本文介绍了以二甲基硅油为原料，二氧化硅为活性成分，Span—60和Tween—60为乳化剂，成功制得了甲基硅油乳液消泡剂，质量配比为硅膏5%，乳化剂3%，增稠剂0.5%，蒸馏水91.5%。并讨论了加料顺序、乳化剂用量、HLB值、增稠剂用量等因素对乳液稳定性和消泡效果的影响。实验证明该消泡剂的主要技术指标优于厂家提供的样品，具有较好的经济效益和应用前景。

关键词：二甲基硅油乳化剂消泡剂

ABSTRACT：Methyl silicone oil emulsion defoamer is successfully developed with the dimethyl silicone oil as the raw material, Span—60 and Tween—60 as emulsifier, the quality percentage is, the silicon paste 5%,emulsifier 3%, thickening agent 0.5%, distilled water 91.5%. and discussed the influence of several factors to the stability of the emulsion and the effect of defoaming, these factors including the order of feeding in raw material,the amount of emulsifier used, the value of HLB and the amount of thickening agent used,and so on. The experiment proved this defoamer's main technical specification surpasses the similar products that manufacturer provided, and has the better economic efficiency and the application prospect.

Key words：dimethyl silicone oil; emulsifier; defoamer

引言

在许多生产过程中,因各种原因常产生有害泡沫。泡沫是一种有大量气泡分散在液体连续相中的分散体系,其分散相为气体。泡沫在造纸、涂料、化工、印染、医药、水处理和食品加工等过程中经常发生。如不适当抑止,泡沫会减少设备有效负载量,延长生产过程的反应时间,增加能耗。因而,如何抑止或减少泡沫的产生,成为许多工业部门的一个重要课题。消除泡沫最有效的方法是使用消泡剂,它能抑制泡沫的产生、消除已生成的泡沫，一种有效的消泡剂不仅能迅速使泡沫破灭，而且能在相当长的时间内防止泡沫的生成。具有什么样的条件才能作为消泡剂使用呢？一般来说，必须具备以下几个条件：1、表面张力要比被消泡介质低；2、不溶于被消泡介质中；3、与被消泡介质具有一定程度的亲和性，分散性要好；4、具有良好的化学惰性且挥发性要小。目前通用的消泡剂种类较多，不同的生产工艺对消泡剂要求不同。按成份可分为有机硅、聚醚、油脂、脂肪酸、磷酸酯、醇、醚、胺等，其中有机硅消泡剂由于其具有应用面广、表面张力小、热稳定性及化学稳定性好、生理惰性及消泡能力强等特点，在现实应用中所占的比例越来越大。

有机硅消泡剂与一般消泡剂相比,具有用量少（10～100μg/g）、消泡力强、耐高温、挥发性低、无毒、化学性能稳定、不溶于起泡介质等特点,是应用最广的一类消泡产品。有机硅消泡剂是在硅油中添加各种分散助剂配成的一类有机硅二次加工产品。有机硅消泡剂按其物理状态可分为四大类,即硅油型、硅油溶液型、硅油混合物型和硅油乳液型。其中前三大类只适用于非水体系。而硅油乳液型既适用于水相也可以用于油相,是一种常用型的消泡剂。我国有机硅消泡剂已得到广泛应用。但与国外每年万吨以上有机硅消泡剂消耗量相比,无论是在档次、品种,还是在数量上都还存在很大差距。一些高档次设备用的高效有机硅乳液系列消泡剂还主要依赖进口。

有机硅消泡剂与其它种类的消泡剂相比较有以下五个特点：

（1）、在化学结构上，不同于其它有机化合物类消泡剂，为非极性，不会与水及极性基团发生缔合，也不会与不同SP值的烃类化合物发生缔合。所以，有机硅消泡剂在水、动植物油、高沸点矿物油中都不溶解，对大部分发泡体系都有消泡效果，而且抑泡的持续性也相当好。

（2）、表面张力小，所以有非常强的消泡效果。一般用量仅为发泡液量的10×10-～200×10-6，就能达到很好的效果，因此对产品的性能也不产生影响。

（3）、化学稳定性、耐热性好，能适应中性发泡体系150o C高温的消泡。

（4）、甲基硅油具备生理惰性，可用于食品行业化妆品及医药行业，其配制的消泡剂对人体安全。有机硅消泡剂的生化耗氧量极小，用于排污系统的消泡不会增加污泥的负荷。

（5）、品种型号多，可供多种发泡体系选择。

1 实验部分

1、1实验原理

1）消泡机理

泡沫就是不溶性气体在外力作用下进入液体内,而被液膜包围起来形成的相互隔离的非均相体系。泡沫的本质是不稳定的,但当体系中溶有表面活性剂时,气泡表面就会吸附一层表面活性剂分子,当其达到一定浓度时,气泡壁就形成了一层坚固的薄膜。由于表面活性剂吸附在气液界面上,造成液面表面张力下降,从而使气液接触表面积迅速增加,体系的自由能也迅速增加。

泡沫体系自由能的增加=表面张力×增加表面积的乘积

泡沫产生的难易程度与液体体系的表面张力直接有关,表面张力越低,体系形成泡沫所需的自由能就越小,就越易生成泡沫。

气泡的相对密度比水要小,当上升的气泡透过液面时,液面上的一层表面活性剂分子又被吸附上去，因此,暴露在空气中的气泡就包含了两层表面活性剂分子,形成双分子膜,被吸附的表面活性剂对液膜就形成了一种保护。消泡剂的作用就是要进入到泡沫的双分子定向膜中,从而破坏定向膜的力学平衡而达到破泡的目的。破泡一般要经过三个过程——气泡的再分布、膜厚的减薄和膜的破裂。

消泡剂必须是在溶液表面易于铺展的液体。这是因为液体在溶液表面铺展时会带走邻近表面的一层溶液,使液膜局部变薄,有助于液膜破裂。一般情况下,消泡剂在溶液表面铺展得越快,液膜减薄速度越快,使液膜迅速达到临界厚度,消泡作用越强。一般能在表面铺展、起消泡作用的液体,其表面张力也较低,易于被溶液表面所吸附,使溶液表面局部表面张力降低(即表面压增高),从而发生不均衡现象。于是铺展就由此局部开始,同时带走表面下一层邻近液体,致使液膜变薄,