表面活性剂起泡和消泡作用
表面活性剂起泡和消泡作用
发布时间：2008-11-27 14:41:11 来源：中国表面处理点击：75次由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫；面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质，以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫，当其中有固体粉末时，例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。从这些实例可以看出，只有溶液才能明显起泡，而纯液体则不能，即使压入气泡也不能形成泡沫。根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。
无论是天然泡沫，还是人工泡沫，有时有利于生产，有时则不利于生产。在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中，起泡和泡沫是有利的，而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中，起泡和泡沫是有害的。特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂，起泡给下水处理带来困难。因此，起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关，不过有时需强化起泡，有时需减弱起泡，所以必须了解泡沫稳定性机理。
在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界，如图1—28的P点处。根据拉普拉斯公式(Ap=2r／R)，溶液中P点的压力小于A点，故液体自发地从A向P处流动，于是液膜逐渐变薄，此过程称为泡沫排液过程，当液膜变薄到一定程度，便导致液膜破裂，泡沫破坏。所以纯液体不能形成稳定泡沫。
图一泡沫交界
一、起泡力和泡沫稳定性
(一)起泡力
若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动，发现前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好，因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫，称为不稳定泡沫；由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫，称为稳定泡沫。起泡力的大小是以在一定条件下，摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。
起泡性能良好的物质称为起泡剂，一些阴离子表面活性剂，如脂肪酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等均具有良好的起泡能力，它们都是良好的起泡剂(发泡剂)。应提起注意的是，起泡剂只是在一定条件下(搅拌、通气等)具有良好的起泡能力，而形成的泡沫不一定持久。一般地说，凡是能使液体表面张力降低、膜强度增高的起泡剂，不论生成的泡沫是否稳定，均具有较高的起泡力。形成泡沫时，液体表面积增大，因此，表面张力小有利于起泡。这只是从泡沫形成与表面张力平衡的角度来考虑问题的。外观上泡沫是静止的，但事实上并非如此，构成泡沫膜壁的液体不停地流动、蒸发、收缩，处于非平衡状态。所以，这里考虑平衡时的表面张力意义不大，必须了解表面张力随时间的变化情形。
表1列出了一些表面活性剂的起泡力。
表1. 一些表面活性剂的起泡力(质量分数为0．1％，30℃)
①质量分数为0．25％。②温度为35℃③质量分数为0.5％。
由表可见，阴离子表面活性剂起泡力最大，聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂次之，脂肪酸酯型非离子表面活性剂起泡力最小。因此，肥皂、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等阴离子表面活性剂适宜用作起泡剂。
表面活性剂的类型是决定起泡力的主要因素，而环境条件也很重要。例如，温度、水的硬度、溶液的pH值和添加剂等对起泡力都有很大的影响。
温度对非离子表面活性剂起泡力的影响不同于阴离子表面活性剂。例如，对聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂来说，温度低于浊点时起泡力大，达到浊点时发生转折，高于浊点起泡力急剧下降。阴离子表面活性剂对温度敏感性不大，相反，有的随温度升高起泡力增大，所以在使用时不必担心。
(二)泡沫稳定性
泡沫稳定性是指生成的泡沫存在时间的长短，即泡沫的持久性或存在的寿命，也可以理解为泡沫破灭的难易程度。下面根据起泡力和泡沫稳定性的涵义来讨论泡沫稳定的机理。首先考虑不稳定泡沫。图二为在丁醇水溶液中以一定速率通入空气，所形成的泡沫高度h
图二.丁醇水溶液泡沫
与溶液浓度C的关系曲线。从图中可看出，当丁醇的浓度为零或饱和时，起泡不良，而在两者之间的区域内起泡良好，但泡沫极不稳定。这表明，泡沫是热力学上不稳定体系，之所以不稳定是由于泡沫生成后体系的总表面积增大，能量增高，它自发地向能量降低、总表面积减小的方向进行，即发生泡沫破灭。
泡沫的破灭主要是由于气体通过膜进行扩散、液膜中的液体受重力作用及膜中各点的压力不同而导致流动(排液)引起的。
在形成的泡沫中，气泡的大小通常是不均匀的，根据拉普拉斯关系式，小气泡中的压力大于大气泡中的压力，故小气泡中的气体有自动扩散至大气泡的倾向，于是小气泡逐渐变小，而大气泡逐渐变大，最终泡沫消失。
由于重力的作用，液膜中的液体自动地向下流动。在液膜排液过程中流下的液体分子较容器底部的液体分子有较大的自由能，自发过程是向自由能减小的方向进行，所以气泡不断地排液使膜壁变薄而破裂，从而导致泡沫消失。
下面讨论促使泡沫稳定的一些主要因素。
1．表面张力
如前所述，泡沫生成时体系的总表面积增大，体系的能量也相应增高；泡沫破灭时体系的总表面积减小，体系的能量也相应降低。因此可以认为，液体的表面张力是影响泡沫稳定性的因素之一。这可以从丁醇水溶液不能生成稳定泡沫的事实，及纯水的表面张力大，不能得到稳定的泡沫加以佐证。然而，单纯的表面张力这一因素并不能决定泡沫的稳定性。比如，一些有机液体，如乙醇、正乙醇等，它们的表面张力较水低得多，甚至比肥皂水溶液还要低，为什么也不易生成稳定的泡沫呢?这可做如下解释。
液体的表面张力低有利于生成泡沫，这是仅就与表面张力高的液体相对而言的，即生成泡沫时，外部对其作功相对地较少。而体系由于总表面积增大，毕竟还是不稳定的，也就是说，不能保证泡沫有较好的稳定性。只有当泡沫的表面膜有一定强度、能形成多面体的泡沫时，低表面张力才有助于泡沫稳定。根据拉普拉斯公式，液膜的交界处与平面膜之间的压力差与表面张力成正比，表面张力低，压力差小，所以排液较慢，液膜变薄也较慢，有利于泡沫稳定。
许多事实均说明，液体的表面张力不是泡沫稳定性的决定因素。比如，十二烷基硫酸钠水溶液的最低表面张力为38mN／m，一些蛋白质水溶液的表面张力较此值还要高，但它们均能生成稳定性较高的泡沫，而丁醇水溶液的表面张力为25mN／m，却不能生成稳定的泡沫。
2．表面黏度
实验和理论表明，决定泡沫稳定性的关键因素是液膜的强度，而液膜的强度取决于界面吸附膜的坚固度，可由表面黏度来度量。
当液体膜表面上吸附有表面活性剂时，由于表面膜上表面活性剂分子的存在，使表面黏度增高，阻碍膜上液体流动排出，从而使泡沫稳定。在液体中加入蛋白质或阿拉伯胶后，由于生成的泡沫液膜有较大的黏度，也能阻止液膜上液体流动排出，可见表面黏度越高，此效
应越大，泡沫越稳定。使表面黏度增高的物质很多，特别是高分子物质，如蛋白质、皂角苷、淀粉、阿拉伯胶、琼胶、合成高分子等。此外，一些表面活性剂也具有很好的增高表面黏度的能力。表2
列出了三种表面活性剂水溶液的表面黏度与泡沫稳定性的关系。
表2. 一些表面活性剂水溶液的表面黏度与泡沫稳定性的关系
从表中数据可看出，表面活性剂水溶液的表面黏度越大，由其生成的泡沫的寿命也越长。表中所列十二烷基硫酸钠为含相当量十二醇的非纯品。若将十二烷基硫酸钠用石油醚或乙醚进行提纯处理后再做起泡实验，发现溶液的表面黏度显著降低，与此相应，泡沫的寿命大大缩短。若在纯十二烷基硫酸钠溶液中分别加入不同量十二醇做同样的起泡实验，含不同量十二醇的十二烷基硫酸钠溶液的表面黏度各不相同，所生成的泡沫的寿命增长情况也不同，随表面黏度增高，泡沫稳定性增大(见
表3)。这种在表面活性剂溶液中加入后使泡沫稳定性显著增大的物质称为泡沫稳定剂。
表3. 十二醇对十二烷基硫酸钠水溶液的表面黏度与泡沫稳定性的关系
泡沫稳定剂的作用除能增高泡沫液膜的黏度外，主要是增大液膜吸附表面活性剂分子的作用，使液膜强度增高。由于泡沫液膜的强度增大，泡沫的稳定性增大。泡沫稳定剂增大表面膜强度的机理可用下例加以说明。在月桂酸钠或十二烷基硫酸钠水溶液中加入少量十二醇或月桂酰异丙醇胺(泡沫稳定剂)后，泡沫的液膜上构成密度较大的混合吸附分子膜，混合膜中分子间的作用较强。这是因为在加入十二醇或月桂酰异丙醇胺之前，表面上吸附的表面活性剂分子的直链烷基由于极性基带有负电荷而产生排斥不能靠近；加入之后，由于十二烷的插入，表面上烷基的总数增多，密度增大；此外，两种极性基之间还可能形成氢键，这就更增大了分子间的作用，因此使表面的强度增大。
蛋白质分子较大，分子链中有很多极性键，分子间的作用较强，其水溶液形成的泡沫的稳定性很高。一般疏水基中支链较多的表面活性剂，其分子间的作用力较直链疏水基表面活性剂分子弱，故泡沫稳定性差。例如，不饱和烯烃经硫酸化后制得的烷基硫酸盐带有两条烷链，其水溶液生成的泡沫远不及正烷基硫酸盐生成的泡沫稳定。
既然表面上吸附分子间的相互作用是导致膜强度增大、泡沫稳定性增高的主要因素，那么若使用阴离子和阳离子复配型表面活性剂又当如何呢?阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂吸附于表面膜上后，正、负离子间的作用很强，表面强度变得很大，由这种复配表面活性剂水溶液生成的泡沫，其稳定性极高。下面以一实例来说明。分别由浓度为0．0075mol／L的辛基硫酸钠和辛基三甲基溴化铵溶液生成的气泡，在25℃下它们的寿命相应为19s和18s；而浓度分别为0．0075mol／L的辛基硫酸钠和辛基三甲基溴化铵溶液按l：1比例混合形成的混合表面活性剂溶液所生成的气泡，在25℃下长达26 1OOs尚未破裂，尽管此时气泡中的气体已全部扩散到泡外，气泡仍未消失。由此可见，阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂在表面膜上相互作用非常强烈，除碳氢链间的相互作用外，还有强烈的静电引力作用，从而导致气泡极为稳定。
3．溶液黏度
高黏度溶液生成的泡沫，其液膜的黏度也必然大，使泡沫稳定性提高，这是不言而喻的。其另一原因是，体相液体黏度大，液体不易流动，阻碍了液膜排液，其厚度变小的速率减慢，延缓了液膜破裂，从而使泡沫的稳)疄鼼*祁bZ阯畾健? 泡Bubble 一般来说，泡沫是气体在液体中的粗分散体，属于气-液非均相体系。体积密度接近气体而不接近液体的气-液分散体。气-液分散体 分为液多气少的“气泡分散体”和气多液少的“泡沫”。如上图。 什么是泡沫？泡沫可定义为液体介质中稳定的气体。液体中不含表面活性剂时，气泡会迁移至液体表面，破裂消失，液体中含有表面活性剂时，气泡表面形成膜板，成为稳定的泡沫，膜板的厚度为几个um。 马兰哥尼效应阻止气泡膜的排液，恢复气泡膜厚度. 气泡向空气排放气体，气泡破裂。影响此一过程的因素是气泡的表观粘度和稠密度影响到消泡剂微粒在气泡表面膜上的渗透 扩散. 消泡Defoaming 抑泡anti-Foaming 长时间的消泡又称抑泡，抑泡时间的长短正是消泡剂品质优劣的最主要标志。多数场合下我们使用消泡剂正是利用它的抑泡性能，而不是初始的消泡性。 消泡剂Defoamer 破泡剂·抑泡剂·脱泡剂总称为消泡剂。 破泡:相对于泡沫(泡沫聚合体),从空气侧侵入泡中,将 泡合一破坏。 抑泡:从液体侧侵入泡中,将泡合一破坏,令泡沫难以产 生。 脱泡:从气泡的界面侵入泡中,令气泡合一浮出液面。 概述 消泡剂又称为抗泡剂 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。 消泡剂的消泡机理 1．泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭 该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂。 2．消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭 消泡剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散, 使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。 3．消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭 泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性,添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起到消泡作用。 4．添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭 在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入水相,从而起到消泡的作用。 5．增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭 某些能与溶液充分混合的低分子物质,可以使助泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低。有这种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层的表面活性剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间的紧密程度,从而减弱了泡沫的稳定性。 6．电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡破灭 对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用, 产生稳定性的起泡液,加入普通的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。 消泡剂的组成： （1）活性成份 作用：破泡、消泡，减小表面张力： 代表物：硅油、聚醚类、高级醇等。 （2）乳化剂 作用：使活性成分分散成小颗粒，便于分散在水中，更好的起到消泡、抑泡效果。 代表物：壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂盐、op系列等、吐温系列、斯盘系列等。 （3）载体 作用：有助于载体和起泡体系的结合，易于分散到起泡体系里，把两者结合起来，其本身的表面张力低，有助于抑泡，且可以降低成本。 代表物：除水以外的溶剂，如脂肪烃、芳香烃、含氧溶剂等 （4）乳化助剂 作用：使乳化效果更好。 代表物：*分散剂：疏水二氧化硅等；*增粘剂：CMC、聚乙烯醚等。 消泡剂的种类 1) 抗泡沫剂;抗泡沫添加剂;消泡剂;antifoaming agent;defoaming agent 关于低泡类型清洗用表面活性剂 一、表面活性剂泡沫形成原因 当表面活性剂和水混合时，亲水性的一端会溶于水中，疏水基的一端则会脱离水，聚集在水面。在水面的表面活性剂，疏水基会离开水面，进入空气中，亲水基溶于水，并排在水面上。当搅动水时，会将空气进入水中，此时疏水基会包住空气，成为汽泡。一般而论，阴离子和阳离子表面活性剂泡沫最高，非离子表面活性剂泡沫相对低些。 在大多数的工艺里面，泡沫带来的都是负面影响，就是说我们追求的低泡和无泡的表面活性剂。但在某些领域，却恰恰相反，如日用化学品，沐浴露洗面奶等，追求的就是泡沫多，泡沫细腻；再如造纸脱墨领域的浮选脱墨，也需要表面活性剂有良好的发泡性能。 二、具有清洗功能的低泡表面活性剂 在讨论低泡表面活性剂时，必须先说明使用的条件、工艺等，表面活性剂的泡沫除了与自身结构有关，还与水的硬度、使用温度、酸碱pH值、压力等有诸多联系。 1，肥皂 肥皂在硬水的使用条件下，可以称之为低泡沫的表面活性剂。有些时候可以用肥皂来检验和区分软水和硬水，泡沫多的为软水，泡沫少的为硬水。主要是因为在硬水里面，肥皂会结合钙镁离子形成不溶于水的钙皂或镁皂，在泡沫的表面容易形成缺口，导致泡沫破裂。2，脂肪醇的EO/PO嵌段的聚氧乙烯醚 众所周知，脂肪醇与EO（环氧乙烷）缩合加成，即AEO系列，引入亲水性的EO基团，会获得极佳的润湿、乳化、净洗以及高泡沫的性能。而PO环氧丙烷则是憎水基团，引入环氧丙烷可以有效的降低所形成的泡沫表面的表面张力，导致泡沫破裂并消失。但是引入PO不可避免的降低EO的含量，从而降低表面活性剂的乳化、分散等去污性能。所以对于EOPO嵌段聚醚，其乳化、分散等净洗功能与低泡必定是相互矛盾的。泡沫越低，其它性能就会越差。 3、脂肪酸甲酯乙氧基化物及其衍生物 脂肪酸甲酯，特别是18碳的硬脂酸甲酯，本身也是一种消泡剂，所以18碳硬脂酸甲酯为原料的表面活性剂也相应的会具有低泡沫的性能，并且这种低泡的性能不像EOPO嵌段聚醚是以损失其净洗性能为代价的，因此是颇有实际应用价值的低泡沫净洗剂。 4、低碳链的脂肪醇醚及其衍生物 低碳链的脂肪醇具有一定的消泡功能，因此，以低碳链脂肪醇为原料的表面活性剂，也相应的具有低泡沫的特性，最常见的为异辛醇聚氧乙烯醚、异辛醇的磷酸酯和异辛醇醚的磷酸酯都具有低泡沫的特性。但是低碳链的脂肪醇衍生物往往只具有渗透性，其它的性能则较差，从而限制了其应用范围。 三、国内低泡表面活性剂的供应 浙江皇马集团和辽宁奥克聚醚是国内生产EOPO嵌段醇醚的专业生产商。对于异辛醇聚氧乙烯醚及其衍生物，生产厂家较多，如邢台助剂厂、西安楚龙达化工、宝鸡天泽化工等。脂肪酸甲酯乙氧基化 各种消泡剂的种类和分类介绍 一、按成份分为 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、聚醚类消泡剂 种类挺多，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。 3、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。 磷酸三丁酯（CAS:126-73-8)做为古老的消泡剂，仍然被工业界广泛使用着，因其极低的表面张力（27.79 25℃),极低的水溶性（0.61 25℃,溶剂溶于水）,消泡效果显着,但因其有刺激性及一定的毒性，较多用于不与食品/日用化妆品接触的其他工业。 4、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，比较稳定且毒性小。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℃-150℃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LD250g/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 一般来说，泡沫是气体在液体中的粗分散体，属于气-液非均相体系。体积密度接近气体而不接近液体的气-液分散体。气-液分散体分为液多气少的“气泡分散体”和气多液少的“泡沫”。如上图。 什么是泡沫？泡沫可定义为液体介质中稳定的气体。液体中不含表面活性剂时，气泡会迁移至液体表面，破裂消失，液体中含有表面活性剂时，气泡表面形成膜板，成为稳定的泡沫，膜板的厚度为几个um。 马兰哥尼效应阻止气泡膜的排液，恢复气泡膜厚度. 气泡向空气排放气体，气泡破裂。影响此一过程的因素是气泡的表观粘度和稠密度影响到消泡剂微粒在气泡表面膜上的渗透扩散. 消泡 Defoaming 抑泡 anti-Foaming 长时间的消泡又称抑泡，抑泡时间的长短正是消泡剂品质优劣的最主要标志。多数场合下我们使用消泡剂正是利用它的抑泡性能，而不是初始的消泡性。 消泡剂 Defoamer 破泡剂·抑泡剂·脱泡剂总称为消泡剂。 破泡:相对于泡沫(泡沫聚合体),从空气侧侵入泡中,将泡合一破坏。 抑泡:从液体侧侵入泡中,将泡合一破坏,令泡沫难以产生。 脱泡:从气泡的界面侵入泡中,令气泡合一浮出液面。 概述 消泡剂又称为抗泡剂 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。 消泡剂的消泡机理 1．泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭 该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂。 2．消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭 消泡剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散, 使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。 3．消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭 泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性,添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起到消泡作用。 4．添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭 在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入水相,从而起到消泡的作用。 5．增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭 某些能与溶液充分混合的低分子物质,可以使助泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低。有这种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层的表面活性剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间的紧密程度,从而减弱了泡沫的稳定性。 6．电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡破灭 对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用, 产生稳定性的起泡液,加入普通的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。 17种常用表面活性剂 月桂基磺化琥珀酸单酯二钠（DLS） 一、英文名：Disodium Monolauryl Sulfosuccinate 二、化学名：月桂基磺化琥珀酸单酯二钠 三、化学结构式: ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa 四、产品特性 1. 常温下为白色细腻膏体，加热后（>70℃）为透明液体； 2. 泡沫细密丰富；无滑腻感，非常容易冲洗； 3. 去污力强，脱脂力低，属常见的温和性表面活性剂； 4. 能与其它表面活性剂配伍，并降低其刺激性； 5. 耐硬水，生物降解性好，性能价格比高。 五、技术指标： 1.外观（25℃）纯白色细腻膏状体 2.含量（%）：48.0—50.0 3.Na2SO3（%）：≤0.50 4.PH值（1%水溶液）： 5.5—7.0 六、用途与用量： 1.用途：配制温和高粘度高度清洁的洗手膏（液）、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃须膏，也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。 2.推荐用量：10—60%。 脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠MES 一、英文名：Disodium Laureth(3) Sulfosuccinate 二、化学名：脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠 三、化学结构式：RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa 四、产品特性： 1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能； 2.刺激性低，且能显著降低其他表面活性剂的刺激性； 3.泡沫丰富细密稳定；性能价格比高； 4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能； 5.复配性能好，能与多种表面活性剂和植物提取液（如皂角、首乌）复配，形成十分稳定的体系，创制天然用品； 6.脱脂力低，去污力适中，极易冲洗且无滑腻感。 五、技术指标： 1.简介 在水性涂料系统中，疏水物质如乳液分子，颜料和填充料的导入和稳定于水性体系是通过表面活性物质来实现的。而乳化剂则保障乳液树脂分子在水相中的稳定性，颜填料可通过在润湿剂和分散剂的作用下混合于水相介质中。在水性体系中所有的表面活性物质都会起泡与稳泡。 表面活性分子稳泡的作用则是体系起泡的主要因素。其他一些起泡因素如配方组分，生产及施工方法和基材的种类等都促成泡沫的形成，增加或降低消泡剂的效率。 不含表面活性剂纯净的液体（如水）中，气泡升至表面然后爆裂。空气与液体之间的界面张力太高导致气泡不能稳定存在。然而，如体系中含有表面活性物质，气泡就如同表面活性剂的疏水端可稳定存在（图1）。这些表面活性剂分子有亲水疏水端基的特性，在气泡周围能形成一层，其中疏水一端朝向气泡，亲水一端朝向水。因此降低的气泡和液体之间的的界面张力稳定了气泡的存在。当气泡升至液体表面时，因空气和液体界面间也存在着表面活性分子，因而就形成了包括气泡上的表面活性剂层和液体表面活性剂的稳定双层。这此稳定双层分别由空气-液体界面上的表面活性剂单层与液体-空气界面上的表面活性剂单层组成。 in pure water:in surfactant containing systems: 在纯净的水中在含有表面活性剂的系统中 图1：含表面活性剂水中的稳定性气泡 根据泡沫形成机理，气泡单体会形成一紧密的的球形圈。根据气泡之间排水作用的渗水过程，气泡界面间的水会移位（图2）而集中在气泡间的空隙间。由于这一排水作用，气泡间的窄狭间距促使了八面体泡沫球体形成（图3）。这就是所称的由紧密六边形泡沫组成的泡沫聚合体。 球形泡沫疏水效应 图2：疏水效应导致的气泡变形变。 一种取代化学消泡剂的物理消泡技术 ——电控热力消泡技术 豆浆泡沫成分 豆浆泡沫中含有皂甙、皂毒素的等不利于蛋白消化的有害成分。 化学消泡剂的原理 凡能破坏泡沫稳定性的因素，均可用于消泡剂，消泡剂必须是易于在溶液表面铺展的液体。此种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,于是液膜破裂,泡沫破坏。在一般情况下,消泡剂在溶液表面铺展越快,则使液膜变的越薄,迅速达到临界厚度,泡沫破坏加快,消泡作用加强。一般能在表面铺展、起消泡作用的液体、其表面张力较低、易于吸附于溶液表面、使溶液表面局部表面张力降低，发生不均衡现象，泡沫破灭。 消泡剂的种类很多，分为有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝等。 化学消泡剂的危害 消泡剂广泛用于涂料、油漆、造纸、石油等行业，由于其纯度不高，并含有砷、铅等重金属，对人体健康危害极大。铅是积蓄性金属，会引起慢性铅中毒，对神经系统、血液系统、心血管系统、骨骼系统等造成危害；而砷会引起人体神经系统的改变，比如手脚麻木、四肢无力等。 电控热力消泡技术原理 热力消泡技术是依靠豆浆泡沫在超过一定温度后表面张力超过极限自动破裂消失的原理来自做成的。 豆浆在温度不断提升的过程中，泡沫会不断的增加产生假沸腾现象。豆浆中的皂素是泡沫不容易的主要原因，但是在超过了90℃之后，泡沫中的皂素会逐渐钝化失效，泡沫表面极限张力随之下降，泡沫很快就破裂消掉了。 热力消泡技术利用这一原理，在豆浆机桶内加入防溢电极感应豆浆液面，当豆浆温度达到100℃之后，大量产生的泡沫接触到电极之后就会停止加热，使豆浆不会出现溢出桶外的溢浆现象。同时豆浆在这个近100℃的温度环境中泡沫很快破裂消失，豆浆液面迅速下降，防溢电极探测到液面下降则促使电脑控制发热管继续加热煮浆。在这个反复的过程使豆浆在100℃的温度中得到充分熬煮却不会溢浆。 电控热力消泡技术解决的问题 通过对化学消泡剂原理的研究和危害分析，可以总结出化学消泡剂可以起到消泡作用，但是通过长时间的使用后期中的化学成分在人体内积累，对人体的健康影响太大了，而热力消泡技术完全另一种做法，不使用任何的添加剂，只需要借用在制作过程中的温差来进行消泡，不会出现任何的添加成分，所制作出来的豆浆完全属于原生态的，属于纯豆浆，对人体不存在任何的危害。制作出来的豆浆人们可以放心饮用。 使用电控热力消泡技术的商用豆浆机 消泡剂的成分分析 消泡剂，又称为除泡剂或破泡剂。其主要成分：天然油脂（即豆油、玉米油等）、聚醚类消泡剂、高碳醇、硅类、聚醚改性硅、新型自乳化消泡剂、聚硅氧烷消泡剂等。 消泡剂的种类很多，硅醚共聚类，有机硅氧烷、聚醚、硅和油复合、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。 在工业生产的过程中会产生许多影响生产的泡沫，需要添加消泡剂。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、污水处理等行业生产过程中产生的有害泡沫。 主要适用于线路板(PCB)流程、化工、电镀、印染、造纸、医药、水性油墨、陶瓷分切、钢板的清洗、铝业的加工、各种污水处理以及各种工业等水体系方面的消泡和抑泡。 为了消除传统消泡剂这种不可避免的弊病，出现了分子级消泡剂，这类消泡剂由特殊的矿物油及特殊的分子级消泡物质组成，整个分子呈类似于网状的超分支结构，具有多个锚定点，同时具有一定的自乳化作用，无需另外添加乳化剂，不会出现因乳化剂脱离而造成的缩孔现象。 近来消泡剂的研究主要集中在有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂上，复配是消泡剂的发展趋势之一。就目前消泡剂而言，聚醚类与有机硅类消泡剂的性能最为优良，对这两类消泡剂的改性与新品种的开发研究也比较活跃。 北京清析技术研究院在华北、华南、华中、华东、西北等地区，建立12大分院及配套实验室，秉承母校校训，以严谨、求实的工作态度，为数千家企业客户提供产品研发、成分分析、材料检测、工业诊断、模拟测试、大型仪器测试、可靠性验证等专业技术服务，还为全国范围内的公安局、法院、检察院、律师事务所、司法鉴定中心、医院、高等院校、中国科学院提供专业技术服务。 经过几十年的团队技术积累，北京清析技术研究院下设环境检测事业部、食品保健品检测事业部、药品化妆品检测事业部、失效分析事业部、公检法服务事业部、高校科研服务事业部、成分分析/配方分析事业部、生物医药事业部等10大部门。 消泡剂的原理与使用 在工业生产的过程中，若有大量的泡沫存在，会给生产过程中带来不少的麻烦，如生产能力会大大的受到限制；造成原料和产品的浪费；影响产品品质；污染环境等，所以若不能好好的解决，可以毫不夸张的说，“泡沫”将成为我们的拦路虎，成为某些过程的“瓶颈”。因此，在生产过程中如何有效地控制泡沫，成为了研究者所关注的重点！ 其实，很多的泡沫是可以通过消泡剂来消除。消泡剂一般是通过下列二种方式来消除泡沫的。 1.消泡剂在泡沫中扩散，扩散时在泡沫壁上形成双层膜，在此扩散过程中将具稳定作用的表面活性剂排开，而降低泡沫局部表面的张力，破坏泡沫的自愈效应，使泡沫破裂。 2. 消泡剂可能进入泡沫壁，但只散布到很有限的程度，与发泡剂一起形成混和的单层，若此种单层的内聚性不佳时，泡沫就会破裂。 工业上常用的消泡剂一般可分为有机消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚型消泡剂等三类。其中有机硅消泡剂因具有消泡能力强，使用浓度低且对人灶和环境基本无毒的特点，所以越来越受到人们的欢迎。 有机硅消泡剂由二甲基硅油和SiO2按一定比例复合而成。这样制成的消泡剂具有不溶于水，相当难乳化，表面粘度低，表面张力比一些表面活性剂要低和能干扰泡沫膜的表面弹性等特性，特别对油溶性溶液的消泡效果较好；改性复合有机硅消泡乳剂的扩散性、消泡能力和作用性能更好。国内外目前大量使用的消泡剂多属此类。 消泡剂的用量和用法 消泡活性物含量为100 % 的有机硅消泡剂较少直接用于生产过程，这不仅因成本高，而且少量使用时难奏效，用量多又会引起污染问题。所以常用的大都是已配制成有机硅的质量分数为1%～2% 的消泡乳剂。其用量根据工艺条件而适当变化。 从使用上来说，要操作简便，当然最好是将消泡剂一次加入溶液中，就能在整个过程中控制泡沫。但有时这样效果并不好。因为消泡剂必须是在液2空气交界面处将泡沫稳定剂排开，才起到消泡作用。在此过程中，有许多因素可将消泡剂从表面去掉，即随着时间的增长会慢慢溶解或乳化进入液体中，失去消泡能力（消泡剂溶解式乳化速度的快慢与下列因素有关）；剪切力，表面活性剂 内容提要：本书是一部系统、全面论述化学驱法提高石油采收率的著作。介绍了提高石油采收率的储集层物理基础、驱油机理、方法筛选和应用原则以及矿场实施的风险分析理论等。 ⑧木质素磺酸盐(Lignosulfonate，Ls)：木质素磺酸盐是亚硫酸盐法制木浆时的副产品，亦称为磺化木质素。木浆在与二氧化硫水溶液利亚硫酸氢钙进行反应时形成的木质(P229) 素磺酸混杂在木浆中，通常由亚硫酸纸浆废液经加工浓缩后再用石灰、氯化钙沉淀制得钠盐、钙盐等，其化学结构如图3—2—2所示。 检测表明Ls的结构比较复杂，它是由大约50个4-羧基-3-甲氧基丙苯基的三维多聚物，低相对分子质量的LS多为直链，在水溶液中缔合，高相对分子质量的LS多为支链，在水溶液中呈现聚电解质的性质，高相对分子质量部分难以降解，LS的平均相对分子质量为200一10000不等。在油田无论用作驱油主剂还是用作牺牲剂的LS，都是从制纸过程产生的废液中提取的，目前采用的LS的品种列于表3-2-1中。可以将本质素进行改性，引入HS03CH2-，或进行甲基化、羧甲基化、羧乙基化、磺甲基化、甲氧基化改性得到相应的改性产品。 木浆造纸排污对环境会带来污染，为了减少污染，同时又废物利用。因此，木浆造纸排泄液的提取物——木质素磺酸盐LS，一方面可以用来作为化学驱油主剂的牺牲剂，因为LS 的相对分子质量大，当其在固体表面上吸附时能够占据较大的表面积，因此，在注入主驱油剂之前预先注入Ls，使其预先吸附并占据易于产生吸附的岩石表面，以减少驱油主剂在驱替过程中的吸附损失。另一方面，由于LS也是一种表面活性物质，将其与石油磺酸钠(PS)或其他表面活性剂复配用作表面活性剂驱油的助剂，可以使驱油剂体系具有更好的性能，同时由于其价格低廉，降低了化学驱油剂的成本。在加拿大和美国的一些大学和石油公司都曾进行了木质素磺酸盐与石油磺酸盐复配用作驱油主剂的研究，并且得到了肯定的结论。同时，也有资料表明Ls也能够用于油田开发的其他方面，如将LS与烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂复配能够乳化稠油和沥青，增加其流动能力，从而在稠油开采中能够用作稠油乳化降粘剂。在钻井液中将其改性制得铁铬木质素磺酸盐用作钻井液分散剂，改善钻井液的流动性。作为污水处理剂用以沉淀污水中的蛋白和整合水中的多价金属离子。(P120) 磺化木质素等表面活性剂能降低原油粘度，使原油容易脱离岩石，提高采油率。 P143 消泡剂 消泡剂，又称为抗泡剂，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。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。一般来说，泡沫是气体在液体中的粗分散体，属于气-液非均相体系。体积密度接近气体而不接近液体的气-液分散体。气-液分散体分为液多气少的“气泡分散体”和气多液少的“泡沫”。 百科名片 消泡剂（defoamer)又称为抗泡剂，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。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。 消泡剂的发展 近来消泡剂的研究主要集中在有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂上，复配是消泡剂的发展趋势之一。就目前消泡剂而言，聚醚类与有机硅类消泡剂的性能最为优良，对这两类消泡剂的改性与新品种的开发研究也比较活跃. 为了消除传统消泡剂这种不可避免的弊病，出现了分子级消泡剂，这类消泡剂由特殊的矿物油及特殊的分子级消泡物质组成，整个分子呈类似于网状的超分支结构，具有多个锚定点，同时具有一定的自乳化作用，无需另外添加乳化剂，不会出现因乳化剂脱离而造成的缩孔现象。 3消泡剂Defoamer 破泡剂·抑泡剂·脱泡剂总称为消泡剂。 破泡：相对于泡沫（泡沫聚合体），从空气侧侵入泡中，将泡合一破坏。 抑泡：从液体侧侵入泡中，将泡合一破坏，令泡沫难以产生。 脱泡：从气泡的界面侵入泡中，令气泡合一浮出液面。 4物理性质 1、消泡快，抑泡性能好。 2、不影响起泡体系的基本性质。 3、扩散性、渗透性好。 4、化学性稳定。 5、无生理活性，无腐蚀、无毒、无不良副作用、不燃、不爆，安全性高。 5用途 主要适用于线路板(PCB)流程;化工;电镀;印染;造纸;医药;水性油墨;陶瓷分切;钢板的清洗;铝业的加工;各种污水处理以及各种工业等水体系方面的消泡和抑泡。 5.11、石油工业 硅油消泡剂在石油行业用得十分广泛，已成为生产过程中不可缺少的一个重要助剂。由于钻井液中大量使用强起泡性便面活性剂，不仅抽提原油离不开消泡剂，在原油精炼的后工序中，同样也须使用消泡剂。首先在原油蒸馏过程中需要使用硅油消泡剂，其次，由塔顶脱出的气体或从气井出来的天然气中，均含有H2S、CO2等杂质，当使用乙醇胺或（HOCHMeCH2）2NH作H2S吸收液循环运转时会产生大量泡沫，影响生产正常进行。若在胺液中加入硅油消泡剂，即可实现高效率的连续运转。 在原油馏分分离芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）过程，在裂解及加氢重整反应中，或多或少都有泡沫产生。在氢化裂解过程中，由于使用水-二甘醇做溶剂，后者有强烈起泡倾向，这些工艺工程均需使用消泡剂。此外，在生产各类润滑油时，由于填加了诸如浮油剂、抗氧剂、防锈剂、固体润滑剂及极压抗磨剂等，它们均为表面活性物质，都有不同程度的起泡作用，因而需加入硅油消泡剂。 5.22、纺织工业 纺织工业是使用硅油消泡剂量最多的部门之一，在织物加工的8个主要工序（即纺纱、上浆、织布、去浆、洗毛、漂白、染色（扎染）及后整理）中，有4个工序（上浆、洗毛、染色及后整理）需要使用表面活性剂及其它助剂，因而存在不同程度的泡沫困扰。例如，在织物印染、匀染及漂染过程中，对于厚密织物的染色常需加入渗透剂，以提高染色均匀性，而渗透剂极易起泡而引起色渍，甚至造成废品；再如，尼龙绸印印花时，也溶剂产生“泡边”而影响产品质量。如果分别加入硅油乳液消泡剂或与辛醇等共用作消泡剂，则可解决泡沫的困扰，提高匀染效果及色浆的稳定性。需要指出，在纤维织物染色及整理过程中，对所用消 山东师范大学实验厂为您解答： 1.涂料消泡剂的筛选确定及使用 涂料消泡剂及其他多种消泡剂的作用： 消泡剂主要是在加工过程中为降低表面张力，消除泡沫的物质。泡沫的产生大多是在外力作用下，溶液中所含表面活性物质在溶液和空气交界入形成气泡并上浮，或者有如明胶、蛋白质等胶体物质成膜、成泡之所致。在食品加工时，如发酵、搅拌、煮沸、浓缩等过程中可产生大量气泡，影响正常操作的进行，必须及时消除或使之不致产生。 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氧化乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等7种。 2.食品消泡剂是什么？ 产品简介: 本品专为食品加工行业消泡设计，也是我公司重点出口产品。本品采用精制食品级乳化剂和食品级聚硅氧烷生产，具有消泡迅速、抑泡持久、不影响制品口感的特点。广泛应用于豆制品、奶业、制药、乳制品、马铃薯全粉加工、淀粉加工、饮料、制糖业、大豆蛋白提取、酱醋酿造等多种行业。本品不含食品防腐剂。 一、特性 ● 由聚硅氧烷、食品添加剂、分散剂及稳定剂等组成； ● 耐温性能好； ●消抑泡效果突出； ●在水中易分散； ● 适合高温时直接添加； ● 防止微生物的生长。 二、典型产品数据 外观：白色至淡黄色乳状液体 pH值： 6.5～8.5 固含量：（29～31）% 粘度（25℃）：100～3000mPa.s 乳液离子型：弱阴离子型 适当稀释剂：10~30℃增稠水 三、如何使用 食品级消泡剂具有优异的消、抑泡性能，可以在泡沫产生后添加或作为抑泡组份加入产品中，根据不同使用体系，消泡剂的添加量可为10~1000ppm，最佳添加量由客户根据具体情况试验决定。消泡剂产品可直接使用，也可稀释后使用。如在起泡体系中能充分搅拌分散，可以直接添加，无需稀释。 消泡剂的主要组成 （1）活性成份 作用：破泡、消泡，减小表面张力： 代表物：硅油、聚醚类、高级醇、矿物油、植物油等。[2] （2）乳化剂 作用：使活性成分分散成小颗粒，便于分散在水中，更好的起到消泡、抑泡效果。 代表物：壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂盐、op系列等、吐温系列、斯盘系列等。 （3）载体 作用：有助于载体和起泡体系的结合，易于分散到起泡体系里，把两者结合起来，其本身的表面张力低，有助于抑泡，且可以降低成本。 代表物：除水以外的溶剂，如脂肪烃、芳香烃、含氧溶剂等 （4）乳化助剂 作用：使乳化效果更好。 代表物：*分散剂：疏水二氧化硅等；*增粘剂：CMC、聚乙烯醚等。 上海梓意化工有限公司是一家专业从事各种消泡剂及其原料研发、生产、销售的新型高科技企业。我公司研发生产的消泡剂广泛应用于造纸制浆、纺织印染、建筑涂料、石油开采加工、煤炭开采清洗、矿业开采、金属表面处理剂、PCB线路板清洗、各种化学工业、污水处理等。 我公司以技术创新为基础，产品性能在国内行业中具有绝对优势，很多消泡剂都能和国外品牌产品效果相抗衡。另外，我公司多款新型产品已在申请专利审批中，在众多行业应用中已打破国内空白。 3.专家教你正确选择消泡剂 消泡剂是日常工作和生活中常见的一种助剂，那怎样去选择消泡剂呢?行业专家来和你探讨一下： 1.首先要分清楚你是工业中使用的，还是食品，医药中使用的消泡剂，食品和医药中使用的必需要有国家认可的证书才能使用，工业级的就没有那么严格的要求。 2.分清楚你的体系是油性还是水性的。水性的加水性消泡剂，油性的加油性消泡剂。 消泡剂的消泡原理 中和润消泡剂使用消泡剂最安全最有效的方法是在生产过程中以连续或半连续的方式添加低浓度的稀乳液。这样，既可防止发泡又可防止有机硅产生油污问题，若必须在操作开始就加入足够的有机硅消泡剂那就要避免过量。 在工业生产的过程中，若有大量的泡沫存在，会给生产过程中带来不少的麻烦，如生产能力会大大的受到限制；造成原料和产品的浪费；影响产品品质；污染环境等，所以若不能好好的解决，可以毫不夸张的说，“泡沫”将成为我们的拦路虎，成为某些过程的“瓶颈”。因此，在生产过程中如何有效地控制泡沫，成为了研究者所关注的重点！其实，很多的泡沫是可以通过消泡剂来消除。消泡剂一般是通过下列二种方式来消除泡沫的。 1.消泡剂在泡沫中扩散，扩散时在泡沫壁上形成双层膜，在此扩散过程中将具稳定作用的表面活性剂排开，而降低泡沫局部表面的张力，破坏泡沫的自愈效应，使泡沫破裂。 2. 消泡剂可能进入泡沫壁，但只散布到很有限的程度，与发泡剂一起形成混和的单层，若此种单层的内聚性不佳时，泡沫就会破裂。 工业上常用的消泡剂一般可分为有机消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚型消泡剂等三类。其中有机硅消泡剂因具有消泡能力强，使用浓度低且对人灶和环境基本无毒的特点，所以越来越受到人们的欢迎。 有机硅消泡剂由二甲基硅油和SiO2按一定比例复合而成。这样制成的消泡剂具有不溶于水，相当难乳化，表面粘度低，表面张力比一些表面活性剂要低和能干扰泡沫膜的表面弹性等特性，特别对油溶性溶液的消泡效果较好；改性复合有机硅消泡乳剂的扩散性、消泡能力和作用性能更好。国内外目前大量使用的消泡剂多属此类。 消泡剂的用量和用法 消泡活性物含量为100 % 的有机硅消泡剂较少直接用于生产过程，这不仅因成本高，而且少量使用时难奏效，用量多又会引起污染问题。所以常用的大都是已配制成有机硅的质量分数为1%～2% 的消泡乳剂。其用量根据工艺条件而适当变化。 从使用上来说，要操作简便，当然最好是将消泡剂一次加入溶液中，就能在整个过程中控制泡沫。但有时这样效果并不好。因为消泡剂必须是在液2空气交界面处将泡沫稳定剂排开，才起到消泡作用。在此过程中，有许多因素可将消泡剂从表面去掉，即随着时间的增长会慢慢溶解或乳化进入液体中，失去消泡能力（消泡剂溶解式乳化速度的快慢与下列因素有关）；剪切力，表面活性剂的种类和浓度，温度，pH 值，溶剂种类和含量以及可能存在的某些特殊物质等）。 所以使用消泡剂最安全最有效的方法是在生产过程中以连续或半连续的方式添加低浓度的稀乳液。这样，既可防止发泡又可防止有机硅 常见消泡剂的种类 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。 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 种类挺多，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、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，比较稳定且毒性小。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℃-150℃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LD250g/Kg鼠， （1）天然油脂 天然油脂是最早用的消泡剂，它来源容易，价格低，使用简单，一般来说没有明显副作用，如豆油、菜油、鱼油等。油脂主要成分是高级脂肪酸酯和高级一元醇酯，还有高级醇、高级烃等。但油脂如保藏不好，易变质，使酸值增高，对发酵有毒性。此外，有些油是发酵产物的前体，如豆油是红霉素的前体，鱼油是螺旋霉素的前体。近年来出于对环境保护的重视，天然产物消泡剂的地位又有些提高，而且还在研究新的天然消泡剂 a酒糟榨出液罗伯茨（Roberts R.T.）在英国酿造业研究基金会资助的试验啤酒厂发现：全麦芽浸出浆桶中最后倒出的沉积物能破灭泡沫。于是联想到，是否可以由制作全麦芽浸出浆以后的酒糟压榨出有效的消泡剂？经过试验，由酒糟中压榨出大约40%液体，在500C真空蒸馏，浓缩19倍，果然得到可用于麦芽汁发酵过程的消泡剂。效果很好，没有副作用。经分析证明，酒糟榨出液中存在C8~C18的全部脂肪酸，存在极性类脂物，尤其是卵磷脂等物，这些物质的协同作用下的消泡作用比这些物质单独消泡作用强得多。 b啤酒花油研究年发现向啤酒添加1~5ppm啤酒花油是减轻气泡溢出损失的有效措施。紧分析啤酒花油具含有消泡活性的物质有：石竹烯、荷兰芹萜烯、香叶烯和蒎烯等。 （2）聚醚类消泡剂 聚醚类消泡剂种类很多我国常用的主要是甘油三羟基聚醚。六十年代发明此类消泡剂，美国道康宁化学公司首先投产。它是以甘油为起始剂， 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。只在甘油分子上加成聚合环氧丙烷的产物叫聚氧丙烯甘油定名为GP型消泡剂；用于链霉素发酵，代替天然油，加入基础料，效果很好。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GPE型消泡剂（泡敌）。按照环氧乙烷加成量为10%，20%，……50%分别称为GPE10，GPE20，……GPE50。这类消泡剂称为“泡敌”。用于四环素发酵效果很好，相当于豆油的10~20倍。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。 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。 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。这类化合物叫GPES型消泡剂。 （3）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 非离子表面活性剂-正文 其分子溶于水后，不发生电离的一类重要表面活性剂，其显示表面活性的部分不是离子。这类表 面活性剂分子中的亲油基常是碳原子数为 8～18的烃链（可以是脂肪族或芳香族），亲水基常是在水 中不电离的羟基或聚氧乙烯基。这些亲水基的亲水性较弱，因此，须有足够数量的亲水基才能使整个 分子具有水溶性，否则就属于油溶性，在水中呈乳化或分散状态。非离子表面活性剂溶于水或有机溶 剂中，呈中性的分子或胶束状态。它在酸性、碱性及电解质的溶液中均较稳定，并可与任何种类的表 面活性剂配合使用，而不生成沉淀。它通常为100％的活性物，不含盐及水分。产品多呈液体或浆状，少数是固体。 按亲水基类别，非离子表面活性剂主要分为聚氧乙烯型和多元醇型两大类，前者自德国法本公司1930年生产以来，发展很快。 聚氧乙烯型用含有活泼氢原子的亲油基原料和环氧乙烷进行加成反应而制成。凡含有-OH、-COOH、-NH2、-CONH2等基团的亲油基原料，由于其中的氢原子是化学活泼的，容易与环氧乙烷发 生加成反应，生成聚氧乙烯型表面活性剂。如： 加成环氧乙烷的反应常需少量氢氧化钠作为催化剂。目前，工业上常用的含活泼氢原子的亲油基 原料有：脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺及脂肪酰胺、油脂、山梨醇和蔗糖等。加成的环氧乙烷分 子数越多，则加成物的水溶性越强。原因是聚氧乙烯型表面活性剂分子中醚键的氧原子与水分子中的 氢原子易形成氢键，增强了表面活性剂分子的水溶性。这样形成的氢键较弱，当升高温度或有盐类存 在时，结合的水分子逐渐脱落，表面活性剂的水溶性随之减弱，原先透明的表面活性剂水溶液甚至会 变成白色混浊的乳状液。溶液开始呈现混浊时的温度，称为浊点。浊点是专门用于表示聚氧乙烯型表 面活性剂的亲水亲油平衡值（即HLB）的技术特性指标。当温度下降到浊点以下时，乳状液又恢复透明。对于亲油基相同的表面活性剂,凡是环氧乙烷加成分子数越多,亲水性就越强，浊点随之上升。对于亲水基中环氧乙烷加成分子数相同的表面活性剂，凡是亲油基中碳原子数越多，亲油性就越强，浊点 随之下降。 市场销售的聚氧乙烯型表面活性剂中，以高级脂肪醇和烷基酚的环氧乙烷加成物为最重要。所用 的高级醇有椰子油还原醇、十六醇、油醇和鲸蜡醇等；所用的烷基酚有：壬基酚、辛基酚、辛基甲酚等。由这些原料可以制得由弱(浊点在室温左右)到强（浊点大于 100℃）亲水性加成物。环氧乙烷加成分子数，可有几个到几十个不等,如商品名为―平平加O‖的聚氧乙烯型表面活性剂，常用作纺织染整过 程的匀染剂和乳化剂，是由C12～C16的高级脂肪醇加成15～22个环氧乙烷分子而成的。 聚氧乙烯型表面活性剂大多溶于水，主要用作洗涤剂、匀染剂、乳化剂、消泡剂等。因性能优良，用途广泛,原料丰富(来自石油)，成本低,重要性日益增大。如聚醚型高分子表面活性剂，所用的原料主消泡剂的原理 Bubble
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