发泡剂与消泡剂原理
发泡剂的原理与应用
发泡剂的原理与应用1. 发泡剂的概述发泡剂是一种在一定条件下能够在液体或固体中产生大量气体泡沫的物质，可以用于降低材料的密度、增加材料的孔隙率，从而改善材料的性能和特性。
2. 发泡剂的分类发泡剂可以根据不同的原理和用途进行分类，常见的发泡剂包括：•物理发泡剂：利用物理性质使溶液或熔融物质发生快速冷却、挥发或膨胀，生成气体泡沫。
例如，压缩空气、惰性气体和水蒸气等。
•化学发泡剂：通过化学反应释放气体来产生气泡。
常见的化学发泡剂包括硬质发泡剂、软质发泡剂和固体发泡剂。
•生物发泡剂：利用生物活性的物质，在生物体内产生气体泡沫。
例如，酵母、酒石酸和糖醇等。
3. 发泡剂的原理发泡剂能够产生气泡的原理主要包括： - 溶解性原理：发泡剂在液体中溶解，并在一定条件下释放出气体，形成气泡。
- 化学反应原理：发泡剂通过化学反应释放出气体，使材料产生膨胀和孔隙结构。
- 相变原理：发泡剂在固体材料中吸收热量，发生相变，产生气体泡沫。
4. 发泡剂的应用发泡剂广泛应用于各个领域，主要包括以下几个方面：4.1 建筑材料领域•聚苯乙烯泡沫板（EPS）：EPS是一种常用的建筑保温材料，具有良好的保温性能和防水性能。
•聚氨酯泡沫材料（PU）：PU泡沫材料常用于建筑隔热、密封和减震等方面。
4.2 包装材料领域•聚乙烯发泡片（PE）：PE发泡片广泛用于包装电子产品和易碎物品，能够起到减震和保护的作用。
•聚酯发泡片（PET）：PET发泡片具有优异的耐水性和机械性能，被广泛应用于电子产品和器械的包装。
4.3 汽车制造领域•发泡聚氨酯：汽车座椅、车身部件和隔音材料常采用发泡聚氨酯材料，具有良好的减震和隔音效果。
•聚丙烯发泡材料：聚丙烯发泡材料具有较高的强度和韧性，被广泛用于汽车内饰、车顶和车身板等方面。
4.4 食品工业领域•食品膨化剂：食品膨化剂利用发泡剂的作用，在食品中产生气泡，达到膨化和酥脆的效果。
例如，薯片、爆米花和泡芙等。
4.5 其他应用领域•化妆品：发泡剂广泛应用于洗面奶、沐浴液和洗发露等化妆品中，帮助产生丰富的泡沫。
化工工艺中消除发泡现象的原理与消泡剂-化工论文-化学论文
化工工艺中消除发泡现象的原理与消泡剂-化工论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——化工工艺论文第四篇：化工工艺中消除发泡现象的原理与消泡剂摘要：发泡现象是化工工艺中普遍存在的一种现象,就比如在造纸工业、石油化工工艺中经常会出现发泡现象,发泡可能会导致所得产品不合格,影响到装置的运行过程,所以需要对发泡现象进行处理,这需要在操作过程中精心操作,合理的使用消泡剂,由此保证操作的正常进行,提高化工产品的纯度。
关键词：化工工艺; 发泡现象; 消泡剂;Elimination of foaming phenomenon in chemical processCao JunJiangsu Zhongneng Silicon Technology Development Co.,Ltd.Abstract：In this article we will talk aboutfoamphenomenon existing in the chemical process, the foaming phenomenon is a kind of common phenomenon in chemical process, such as in papermaking industry, petroleum chemical process often appear foamphenomenon, foam may cause the product is unqualified, affect the unit running process, so I need to deal with foaming phenomenon, it requires careful operation, during operation and reasonable use defoaming agent, thus to ensure the normal operation, improve the purity of chemical products.1 泡沫形成的原因发泡现象是化工工艺中常见的一种现象，其对于产品的质量及操作过程都产生着影响。
发酵用消泡剂种类及作用原理
发酵用消泡剂种类及作用原理发酵用消泡剂是指在发酵过程中，可以减小或消除泡沫产生的化学物质。
以下是一些常见的发酵用消泡剂种类以及它们的作用原理：
1.脂肪酸甘油酯：这种消泡剂是从天然油脂中提取的，可以降低泡沫产生的程度。
这可能是因为它们可以在液面上形成一层薄膜，减少气泡的形成。
2.酪蛋白：酪蛋白是牛奶中的一种蛋白质，在酸性条件下具有消泡的作用。
它可以结合气泡表面的水分子，减少气泡的稳定性。
3.表面活性剂：表面活性剂为化学合成的消泡剂，是一种分子具有亲水和疏水两部分的物质。
它们可以在气液界面形成一层薄膜，破坏气泡的稳定性，从而减少泡沫的产生。
总之，这些发酵用消泡剂可以减少或消除发酵过程中产生的泡沫，避免泡沫堆积严重影响发酵效率及产品质量等问题。
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消泡剂基础知识
消泡剂基础知识为了搞清楚消泡剂在发泡介质中如何发挥作用，也为了更加合理、有效地使用消泡剂，我们就要熟悉它的作用机理及一般性质。
1. 消泡剂的作用机理当发泡体系剧烈发泡时，滴加消泡剂后，如变魔术似的泡沫立即消灭。
实际上消泡剂的作用是抵消助泡物质的稳泡作用。
泡沫本来是极不稳定的，如纯净的水在搅拌之下，也会形成泡沫，但是一旦停止搅拌，泡沫马上消除。
如果在水中添加了助泡物质，由于助泡物的稳泡作用，才难以使泡沫破灭。
所以即使是会起泡的纯净表面活性剂，因为没有助泡物，也不会形成稳定的泡沫。
人们研究消泡剂抵消助泡物稳泡的作用机理，是在上个世纪40 年代开始，专家们各显神通提出许多机理。
以下分别介绍。
综合了各路专家的推论，我们对消泡剂的消泡机理会有一定的认识。
(1) 罗斯假说1941年，曾有人提出扩展系数S的概念，即：S=γm - γint -γa--------------------------------- 式(1)式(1)中:γm-起泡介质的表面张力N/m; γint-消泡剂与起泡介质的表面张力N/m; γa -消泡剂的表面张力N/m。
扩展系数S若为正值，则消泡剂能够在泡膜的表面扩散，若为负值则难以扩散。
也就是说S 值越大则消泡剂越易在泡膜上扩散。
从式(1)可见消泡剂的表面张力越小，则S 值越大，越易在泡膜表面扩散，消泡效果也越好。
1948 年，又有人提出浸入系数E的概念，即E=γm + γint -γa--------------------------------- 式(2)同样的道理以浸入系数E 值的正负，来判断消泡剂是否能进入泡膜表面。
也是消泡剂的表面张力越小越好。
注意式(1)和式(2)是不同的, γint 前的符号不同，式(1)是负，式(2)正。
美国胶体化学家罗斯，在上世纪40 年代就开始研究泡沫问题，对添加各种表面活性剂的起泡体系进行试验和观察，寻找消泡剂在起泡液中溶解性与消泡效力的对应关系。
第六章 起泡剂、稳泡剂、消泡剂
一般规律：分子量高的比分子量低的对泡沫稳定性好，网状结
构化合物要比链状化合物的泡沫稳定性好。
胶、卵白、卵磷脂
脂肪酰胺、脂肪酸乙醇酰胺 泡沫稳定剂 N－烷基亚氨二乙酸钠盐、聚丙烯酸类 烷基甜菜碱磺酸 蛋白质及其部分水解产物
第三节
消泡剂
一、消泡机理
从理论上讲，消除使泡沫稳定的因素即可达到消泡的目的。 而因影响泡沫稳定性的因素主要是泡沫液膜的强度，故只要设法 使液膜变薄，就能起到消泡作用。 当消泡剂加入到染整加工的工作液中后，即成为溶液、乳液
由于空气泡的相对密度比水小得多，要浮到液体的表面上来，
当上升的气泡透过液面时，又把液面上的上层表面活性剂分子吸 附上去。因此，暴露在空气中的吸附表面活性剂的气泡膜同溶液
里的气泡膜不一样，它包有两层表面活性剂分子，被吸附的表面
活性剂（内层）对液膜具有保护作用，第二层表面活性剂分子 （外层）的疏水基都朝向空气，见图6－1所示。
些？ 3、什么叫消泡剂？并简述消泡剂的消泡机理。
印花和前处理等加工工序。泡沫整理较之常规整理有许多优点，
无论从经济技术和能源的角度来看，用泡沫法的结果都是非常有 利的。
第二节
起泡剂、稳泡剂
起泡剂：指起泡力好的物质。起泡剂（通常为表面活性剂）
只是在一定的条件下（搅拌、吹气等）具有良好的起泡能力，但
形成的泡沫却不一定能持久。 起泡力的大小，是以在一定条件下，摇动或搅拌时产生泡沫 的多少来评定的。 稳泡剂：能使形成的泡沫稳定性好的物质。起泡剂和稳泡剂 有时是一致的，有时则不一致。 如肥皂，洗衣粉形成的泡沫稳定性好，故即是起泡剂，又是 稳泡剂。
3、维持泡沫稳定的要素 1）表面活性剂
由于其分子膜能阻碍泡沫膜上液体的流动，使排液过程难
消泡剂的原理、选用选择及使用方法
消泡剂的原理、选用选择及使用方法消泡剂，也称消沫剂，是在加工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂。
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聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等7种。
一、消泡剂原理其实，一般情况下消泡剂是通过两种途径来消除泡沫的。
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。
凡能破坏泡沫稳定性的因素，均可用于消泡。
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。
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。
有机硅消泡剂不仅能有效地破除已经生成的泡沫，而且可以显著地抑制泡沫，防止泡沫的生成。
它的使用量很少，只要加入起泡介质重量的百万分之一（1ppm），即能产生消泡效果。
有机硅消泡剂用途和应用领域广泛，在红霉素、洁霉素、阿维菌素、庆大霉素、青霉素、土霉素等发酵工业中用作消泡剂。
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。
二、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。
消泡剂与起泡剂有什么区别
消泡剂与起泡剂有什么区别消泡剂作用机理：首先, 溶解度很小、表面张力很低的消泡剂吸附分散于气液界面然后, 扩散吸附于泡沫表面, 将界面上的表面活性剂分子吸引过来, 使泡沫的液膜表面粘度降低, 强度下降,局部变薄直至破裂。
发泡剂一般是表面活性剂或表面活性物质，是能促进发生泡沫而形成闭孔或联孔结构材料的物质。
在形成泡沫的过程中，表面活性剂吸附在气液界面上。
一般发泡剂有一定的发泡倍数（泡沫是原液20倍）、稳泡时间（）等性能要求，由于浓度和起泡方法不同，发泡倍数不同。
消泡剂基本上不能达到一定的发泡倍数，用发泡剂（如洗衣粉）起一定量气泡后，加入消泡剂，观察泡沫消失速度及体积，能够测定消泡能力.HLB低，表明表面活性剂为亲油性强，也就是疏水性强，可降低表面张力，在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的疏水端，从而起到消泡的作用。
起泡剂和消泡剂都是表面活性剂，二者的差别在于消泡剂具有很低的HLB值(见表2-12)，即消泡剂具有更强的憎水性，更高的表面活性和更低的表面张力。
加入体系后，能在泡沫表面迅速取代原有的表面活性剂。
由于其很强的憎水性，随着原有表面活性剂被驱除，带走了气泡膜的部分水分，使泡沫变薄，膜强度降低而破裂。
这种防止起泡的表面活性剂可分为抑泡剂和消泡剂，前者是阻止泡沫的形成，即阻止形成稳定的双分子膜。
后者是破坏已形成的泡沫。
作为消泡剂，常用的表面活性剂如下。
(1)脂肪烃类。
主要是煤油、汽油、柴油等，这类物质的表面张力很低，可在水面上铺展，其与泡沫接触时，可迅速在泡沫表面铺展，破坏原有的双分子膜，达到消泡的目的。
但这种表面活性剂会影响浆的白度，甚至出现油斑，是一种古老的消泡剂，现一般少用。
(2)有机硅。
比如二甲基硅油、羟基硅油，一般制成乳剂使用。
有机硅的表面张力比碳氢化合物低得多，因此更容易在泡沫表面铺展，破坏其双分子膜。
具有用量少、效率高的特点，并有较好的抑泡作用。
带到纸机处，还可以改善纸页的柔软性。
消泡剂原理、种类、选择
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。
液体中不含外表活性剂时，气泡会迁移至液体外表，破裂消失，液体中含有外表活性剂时，气泡外表形成膜板，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外表膜上的渗透扩散.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。
广泛应用于去除胶乳、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．泡沫局部外表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,会显著降低该处的外表张力。
因为这些物质一般对水的溶解度较小,外表张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的外表张力几乎没有变化。
外表张力降低的局部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, 使具有稳泡作用的外表活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。
表面活性剂化学——起泡与消泡作用
表面活性剂化学─起泡与消泡作用表面活性剂的起泡和消泡作用摘要：本文简介了泡沫的概念、分类、产生条件及破坏机制，主要阐述了表面活性剂的起泡和稳泡，详细介绍了泡沫及消泡的应用。
关键词：泡沫；起泡；消泡一、泡沫简介泡沫是指气体分散在液体中的分散体系，气体是分散相，液体是分散介质。
气泡被连续相的液体隔开来。
泡沫有两种聚集态，（1）气体以小的球型均匀分散在较粘稠的液体中，气泡间的相互作用力弱，这种泡沫被称为稀泡，由于外观类似乳状液，有时甚至称这种稀泡为“气体乳状液。
（2）浓泡。
浓泡的泡沫是密集的，气泡间只被极薄的—层液膜所隔开，是结构为多面体气泡的堆积。
浓泡才是真正的泡沫。
泡沫的分类：泡沫的分类方法有以下三种： 1．按泡沫的寿命分类可分为寿命为几秒的“短暂泡沫”和在无干扰条件下能维持几天不破的“持久性泡沫”。
2.按起泡以及消泡之间的力平衡性质，可分为不断接近平衡状态（起泡以及消泡之间的力几乎相等）的“不稳定性泡沫”，和平衡过程受阻的稳定性泡沫3．按聚集状态可分为：液多气少的“气泡分散体”即稀泡，气多液少泡沫。
泡沫产生的条件：1．气液接触因为泡沫是气体在液体中的分散体系，所以只有当气体与液体连续充分地接触时，才有可能产生泡沫。
这是泡沫产生的必要条件；2.消泡速度高于起泡速度。
泡沫的破坏机制：泡沫是气体分散在液体中的粗分散体系，体系存在着巨大的气—液界面，是热力学上的不稳定体系。
造成泡沫破坏的主要原因是：1.泡沫液膜的排液减薄：（1）重力排液气泡间的液膜，由于液相密度远大于气相的密度，因此在地心引力作用下就会产生向下的排液现象，使液膜减薄。
（2）表面张力排液由于泡沫是由多面体气泡的堆积而成。
2.气泡内气体的扩散：（1）小泡会通过液膜向大泡里排气，使小气泡变小以至于消失，大泡变大且会使液膜更加变薄，最后破裂。
（2）液面上的气泡也会因泡内压力比大气压大而通过液膜直接向大气排气，最后气泡破灭。
二、表面活性剂的起泡和稳泡作用有SAA的水溶液形成泡沫的机理SAA会以疏水的碳氢链伸入气泡的气相中，而亲水的极性头伸入水中。
消泡剂的消泡6个原理,速看
消泡剂的消泡6个原理，速看消泡剂的消泡原理在工业废水中，会有大量的泡沫存在，这些泡沫会使生产过程中带来困扰，如生产能力受到限制，造成原材料和产品出现浪费，影响产品的品质，污染环境等，那么我们该如何来解决这类泡沫的问题呢？其实现在很多企业都有在用消泡剂，那我们懂不懂消泡剂的原理呢，今天小希就来给大伙科普下消泡剂的六大原理。
原理一：降低泡沫表面张力导致泡沫破裂将油性消泡剂加入起泡液中，这类消泡剂不易溶于水，进入泡沫内部，降低泡沫的表面张力，由于泡沫周围的表面张力几乎没有减小，形成压力差，使得表面降低的部分被四周牵引和延伸，最终导致泡沫破裂。
原理二：破坏泡沫膜弹性导致泡沫破裂将消泡剂添加到发泡体系中，会在其中分散开来，阻止表面活性剂稳固泡沫膜弹性，从而使泡沫膜弹性被破坏导致泡沫破裂。
原理三：促进液膜排液将消泡剂添加到液体中，能促进液膜排液，从而导致泡沫破裂，不过从排液的速率上可以看出泡沫的稳定性，排液快说明泡沫不够稳定，所以我们也可以添加加速泡沫排液的化学物质来辅助消泡。
原理四：疏水性物质可导致泡沫破裂将疏水性物质添加到发泡液中，疏水物质会被表面活性剂的疏水端吸引，使得疏水物质变为亲水性进入水相，从而起到消泡的作用。
原理五：增容表面活性物导致泡沫破裂由于表面活性物可以稳固泡沫的存在，所以我们可以添加一些能与溶液充分混合的低分子物质，比如乙醇、丙醇、辛醇等这些低分子物质，不仅可以使气泡表面活性剂被增溶从而降低有效浓度，还能减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，最终达到消泡效果。
原理六：电解质瓦解表面活性剂双电层对于有些起泡液来说，稳定存在泡沫是因为借助了泡沫的表面活性剂双电层的互相作用，这时我们可以加入普通的电解质来瓦解表面活性剂的双电层，进而起到消泡效果。
以上便是消泡剂的消泡的六大原理了。
消泡剂消泡原理
消泡剂消泡原理
消泡剂是一种有效地降低液体中泡沫形成和维持的化学物质，它通过改变液体的表面张力，阻碍泡沫的形成和增长。
消泡剂可分为多种类型，如表面活性剂、极性溶剂、抑制气体溶解度的物质、可溶性纤维素以及其他物质。
表面活性剂是消泡术中使用最为广泛的物质，这类物质会改变表面张力，从而阻止气泡形成，使液体表面光滑。
极性溶剂也可以有效降低液体的表面张力，阻碍气泡的形成。
抑制气体的溶解度会降低液体中气体的溶解度，这种物质通常是有机树脂或硅酸钠，可以有效降低气泡的形成。
可溶性纤维素可以将气泡中的气体吸附，从而降低气泡的大小，从而实现消泡的目的。
此外，还有一些其他物质，如聚乙烯醇、氯化铵等，也可以有效降低液体表面张力，从而达到消泡的目的。
消泡剂的原理、种类、选择
泡Bubble一般来说，泡沫就是气体在液体中得粗分散体，属于气-液非均相体系。
体积密度接近气体而不接近液体得气-液分散体。
气-液分散体分为液多气少得“气泡分散体”与气多液少得“泡沫”。
如上图。
什么就是泡沫？泡沫可定义为液体介质中稳定得气体。
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，成为稳定得泡沫，膜板得厚度为几个um。
马兰哥尼效应阻止气泡膜得排液，恢复气泡膜厚度、气泡向空气排放气体，气泡破裂。
影响此一过程得因素就是气泡得表观粘度与稠密度影响到消泡剂微粒在气泡表面膜上得渗透扩散、消泡Defoaming抑泡anti-Foaming长时间得消泡又称抑泡，抑泡时间得长短正就是消泡剂品质优劣得最主要标志。
多数场合下我们使用消泡剂正就是利用它得抑泡性能，而不就是初始得消泡性。
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:从气泡得界面侵入泡中,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得过程中会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂。
消泡剂得种类很多，有机硅氧烷、聚醚、硅与醚接枝、含胺、亚胺与酰胺类得，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、强酸与强碱得特点。
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得有害泡沫。
消泡剂得消泡机理1．泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭该种机理得起源就是将高级醇或植物油撒在泡沫上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处得表面张力。
因为这些物质一般对水得溶解度较小,表面张力得降低仅限于泡沫得局部,而泡沫周围得表面张力几乎没有变化。
表面张力降低得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, 使具有稳泡作用得表面活性剂难以发生恢复膜弹性得能力。
消泡作用的机理及消泡剂
消泡作⽤的机理及消泡剂1.1 消泡作⽤的机理消泡机理⽐较复杂, ⽬前看法还不⼀致, 主要有如下三种说法侧⼀种理论认为, 消泡剂的表⾯张⼒⽐起起泡液⼩, 所以, 消泡剂分⼦附着在泡膜的表⾯上就可使泡膜的局部表⾯张⼒降低,⽽膜⾯的其余部分则仍保持着较⼤的表⾯张⼒, 这种在泡膜上的张⼒差异使较强张⼒牵引着这个张⼒较弱的部分, 使泡破裂, 如图1所⽰。
另⼀种理论认为, 消泡剂渗⼊泡膜的部分表⾯, 成为膜的⼀部分, 然后逐步向泡膜⾯扩展, 随着消泡剂的扩展, 在消泡剂进⼊的局部处造成薄弱环节, 从⽽使泡破裂, 这种理论认为消泡作⽤与系统的⾃由能的变化有关. 设起泡液的表⾯张⼒为介, 消泡剂的表⾯张⼒为起泡液和消泡剂的界⾯张⼒为标, 并且把消泡剂对膜⾯渗⼊和扩展时的界⾯⾃由能的减⼩量设为Edf(渗⼊系数)和Sdf (扩展系数)则可认为消泡过程是⾃由能的降低。
在渗⼊阶段可⽤下式表⽰:Edf=γF+γDF-γD （1）当Edf＞0时, 消泡剂渗⼊泡膜中; Edf< 0时, 则不能渗⼊。
在扩展阶段可⽤( 2) 式表⽰:Sdf=γF-γDF-γD ( 2)当Sdf＞0时，消泡剂向膜⾯扩展，Sdf＜0，则不能扩展。
因此，Edf＞0，Sdf＞0时，则能产⽣消泡作⽤。
按照这种理论，消泡过程可分为三个阶段。
.1、渗⼊:渗⼊系数为正时, 消泡剂微粒能进⼊泡膜⾯内。
2、扩展:扩展系数为正时, 向泡膜两⾯上扩展。
3、破泡: 随着消泡剂的扩展, 消泡剂最先进⼊部分变薄⽽破碎。
还有⼀种理论认为, 消泡剂的作⽤是增加⽓泡壁对空⽓的渗透性, 从⽽加速泡的合并,减⼩泡膜壁的强度与弹性。
这三种理论都有⼀定的实验依据，由于对泡沫本⾝尚未在物理化学上作出充分的论证,⽽且消泡作⽤相当复杂,影响因素很多, 所以每⼀种理论只能说明部分情况。
1.2 消泡剂就现象⽽论, 消泡剂分为破泡剂和抑泡剂.前者是破除已经形成的泡沫, 后者是防⽌泡沫的⽣成。
实际上, 在⼤多数情况下两者很难严格区分, 所以可统称为消泡剂, 即⼴义的消泡剂包括破泡剂和抑泡剂。
发泡剂与消泡剂原理
2023
PART 06
结论
REPORTING
研究成果总结
发泡剂和消泡剂在化学性质上存在显著的差异，发泡剂主 要通过产生气体来形成泡沫，而消泡剂则是通过抑制泡沫 的形成或破坏已形成的泡沫来达到消泡的目的。
发泡剂和消泡剂的应用领域广泛，包括建筑、石油、化工、 制药等多个行业，对于提高生产效率、产品质量和节能减 排具有重要意义。
2023
PART 03
消泡剂原理
REPORTING
消泡剂定义
消泡剂是一种能够降低液态表面张力，消除或抑制泡沫产 生的物质。
它主要用于工业生产过程中，消除因各种原因产生的泡沫 ，提高生产效率，减少原料浪费。
消泡剂种类
有机硅类
利用有机硅化合物降低表面张 力，破坏泡沫膜，达到消泡效
果。
矿物油类
以矿物油为主要成分，通过油 滴在泡沫表面形成油膜，降低 表面张力，使泡沫破裂。
发泡剂定义
发泡剂是一种能够产生气体的物质，通常用于塑料、橡胶、 纸张等材料的加工过程中，以产生气泡，使材料具有轻质、 多孔的结构。
发泡剂主要分为化学发泡剂和物理发泡剂两大类，化学发泡 剂是在加热或化学反应时释放气体，而物理发泡剂则是通过 物理状态变化产生气体。
发泡剂种类
化学发泡剂
如碳酸盐、有机酸盐、过氧化物 等，这些物质在加热或与酸、碱 等物质反应时，会产生气体。
醇类
利用醇类物质降低表面张力， 使泡沫膜变薄并破裂。
聚醚类
利用聚醚类物质的亲水性，降 低水的表面张力，使泡沫破裂
。
消泡剂作用机理
01
02
03
破泡
消泡剂在泡沫表面迅速扩 散，降低表面张力，使泡 沫膜变薄并破裂。
消泡剂的作用有哪些
消泡剂的作用有哪些消泡剂的作用：消泡剂主要是在食品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。
消泡剂及其种类消泡剂又称防沫剂，用以抑制和消除食品加工、造纸、印染、水处理、涂料和油墨加工等过程中所产生的泡沫。
在食品加工中，消泡剂能防止和消除食品加工过程中产生的有害气泡，使操作顺利。
通常使用挥发性小、扩散力强的油状物，或水溶性表面活性剂。
使用最广的消泡剂是有机硅树脂，由金属硅及有机氯化物，经催化反应制得有机氯硅烷单体，精馏分离除去副产物，再经水解缩聚而得。
用于味精发酵、葡萄酒、酱油、糖、乳制品、果酱等制造，酶和淀粉的提取及加工。
在印染过程中用消泡剂去除表面活性剂引起的泡沫。
原用磷酸三丁酯、辛醇等，现已采用有机硅的复合物。
在造纸过程中，消泡剂可以消除因各种因素所形成的泡沫。
可根据各工序的具体情况和要求选择。
如废水处理要求成本低，并不致引起二次污染，可在表面活性剂中掺有一定抑泡能力的膨润土为填料；用于碱法纸浆洗涤、漂白和黑液浓缩的消泡剂，要求耐碱、耐高温，大多数由烯烃类溶剂和亲油性表面活性剂组成；用于造纸机的消泡剂，要求在纸面上不会形成油污点和不会影响抗水性，可选用硅油或硬脂肪酰胺、钙（铝）皂等组成的乳液型消泡剂。
涂布消泡剂应兼有消泡和抑泡两种功能，不影响涂层光亮度和印刷性能，其组分多选用饱和醇、脂肪醇酯或聚氧乙烯脂肪醇醚等多种表面活性剂组成。
消泡剂消泡机理
消泡剂消泡机理
消泡剂是一种能够减少液体中气泡数量的化学物质。
消泡剂的主要作用机理是降低表面张力，使得气泡不易产生和不易持久存在。
消泡剂的作用原理可以从以下两个方面进行解释：
1. 降低表面张力
表面张力是液体表面上每单位长度所承受的张力。
液体表面存在着一个静态膜，称为表面膜或气液界面。
表面膜的张力越大，气泡在液体中的持续时间就越长。
消泡剂能够降低液体表面的张力，因此可以使气泡在液体中更快地消散。
2. 使气泡破裂
消泡剂可以通过表面活性剂的作用，使得气泡上的表面膜出现裂缝。
这样，气泡就会破裂并释放掉其中的气体。
此外，消泡剂还可以通过增加气泡的表面积，使气泡更容易破裂。
总的来说，消泡剂的作用机理主要是通过降低液体表面张力和使气泡破裂来消除液体中的气泡。
这种化学物质在工业生产、科学研究和医疗保健等领域中广泛应用。
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第八章发泡剂与消泡剂原理ppt课件
偶氮二甲酸酯类
O
O
RO C N N C OR
分解温度：105-110 ℃ 发气量：258 ml/g 特点：液体发泡剂，储存稳定，用于制造 白色或
浅色制品
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酰肼类化合物
芳香族磺酰肼化合物
制备： RH + SO2 + Cl2
RSO2Cl + N2H4 H2O
分解： RSO2NH NH2
R SO2Cl + HCl RSO2NH NH2 + 2 H2O + NaCl
消泡剂要起作用，首先必须渗透到泡沫间的液 膜上，渗入能力用E表示（E>0），消泡剂渗入 到液膜上，又要能很快地散布开，散布能力可用 散布系数S表示。
Ross公式：渗入系数：E= rF + rDF - rD>O 散布系数：S= rF – rDF – rD >O
E、S>O，消泡剂才具有消泡能力。
§8.3 发泡剂
2 H2O2
2 H2O + O2
特点：发气量较低，且具有强腐蚀性
无机发泡剂的缺点： 特点：吸热反应，分解速率缓慢，发泡率难控制，
分散性差
有机化学发泡剂
优点： ①在聚合物中分散性好； ②分解温度范围较窄，易于控制； ③所产生的N2气，不易从发泡体中逸出．因而发泡率高； ④粒子小，发泡体的泡孔小；
理想消泡剂的物化性能： (1)具有比泡沫介质更低的表面张力； (2)不溶于泡沫介质， (3)不与泡沫介质起反应，不能被泡沫介质分解降 解 (4)具有正的扩散系数．以便其扩散到气液界面上 (5)低毒或无毒； (6)具有低的BOD, COD与TOD值； (7)贮存稳定； (8)具有良好的消泡能力与泡沫控制能力； (9)成本低。
第八章发泡剂与消泡剂原理共49页
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碳酸氢铵
分解温度：60℃ 发气量：850 ml/g 特点：热分解温度比碳酸铵高，比碳酸铵稳定，
便于贮存；分解反应是可逆的，分解速度 可控，能得到均匀的微孔泡沫制品。 在聚合物中分散困难且具有氨味
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碳酸氢钠
分解温度：100℃开始，140℃迅速
避免与酸接触
NTA:
CH3 O C N NO
O C N NO
CH3
发气量：180 ml/g 特点：分解热低（厚制品），残渣喷霜
易燃易爆略有毒
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偶氮化合物：
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N-亚硝基化合物
DPT（发泡剂H）
CH2 N CH2 2ON N CH2N NO
CH2 N CH2
CH2 N
CH2
NCH2 N
CH2+4HCHO+4N2
CH2
CH2 N
10HCHO+ 4NH3+ 4N2
分解温度：190-205℃ 发气量：理论 240 ml/g 实际 260-275 ml/g 特点：分解温度稳定，分解热大
2H2O+ O2
特点：发气量较低，且具有强腐蚀性
无机发泡剂的缺点： 特点：吸热反应，分解速率缓慢，发泡率难控制，
分散性差
有机化学发泡剂
优点： ①在聚合物中分散性好； ②分解温度范围较窄，易于控制； ③所产生的N2气，不易从发泡体中逸出．因而发泡率高； ④粒子小，发泡体的泡孔小；
缺点： ①发泡后残渣较多，污染聚合材料或产生表面喷霜现象； ②分解放热过大造成内部焦烧现象； ③有机发泡剂多为易燃物，在贮存和使用时都应注意防火。
∵ dG = -SdT + Vdp + r·dA P、T一定，dG = r·dA △G = r·△A
发泡剂原理
发泡剂原理
发泡剂原理是通过向液体中加入适量的发泡剂，在物理或化学作用下产生气泡，从而使液体形成泡沫状的物质。
发泡剂主要包括物理发泡剂和化学发泡剂两种。
物理发泡剂是利用某些物质本身的物理性质，在液体中形成稳定的气泡。
常见的物理发泡剂有蛋白质、淀粉和表面活性剂等。
它们在液体中形成层状结构，阻止气体泡泡的融合，从而维持泡沫的稳定性。
化学发泡剂则是通过化学反应来产生气体，并形成泡沫。
常见的化学发泡剂有氢氧化铝、碱金属石墨或过氧化氢等。
这些化学发泡剂在受到热量或酸碱等刺激时，会进行分解反应，生成大量的气体，将液体推起形成泡沫。
发泡剂的原理是使液体中的气体含量增加，通过气泡的形成和稳定，使液体变得像泡沫一样轻盈和松散。
发泡剂广泛应用于食品、化工、建材、冶金等领域，起到了增加体积、改变物质性质、减少物质消耗等作用。
消泡剂的原理
消泡剂的原理消泡剂是一种广泛应用于许多工业和消费品的化学物质。
消泡剂的主要作用是降低泡沫的稳定性，即它们能够破坏液体中的气泡，从而降低泡沫的持久性和稳定性。
消泡剂通常用于流体处理、化学制造、食品加工、制药、油田开发等领域，因为它们能够帮助控制泡沫的形成和持续时间，从而提高生产效率和产品质量。
消泡剂的原理是使用具有表面活性特性的物质来降低液体表面张力，从而使气泡更易于破裂。
消泡剂的化学结构和物理性质很多样化，但它们都能吸附在气液界面上，并降低气液界面的能量。
在液体中，当一个气泡形成时，周围的液体分子会聚集在气液界面上。
这些分子之间存在着抵抗表面扩展的力，这就是表面张力。
由于表面张力的存在，气泡会保持稳定并保存在液体中。
如果添加了适量的消泡剂，则消泡剂分子可以吸附在气液界面上，并与气体分子竞争表面抵抗聚集。
这会导致表面张力降低，使周围的液体分子更容易扩散到气泡上，并将气泡分解。
消泡剂分子的表面活性特性使其更容易与气体分子接触，从而渗透到气泡中并破坏其结构。
消泡剂的类型包括有机和无机化合物，例如聚合物、矿物油、硅灰石和氧化镁等。
聚合物（如聚氨酯）可以吸附在气液界面上，并通过一种称为“延迟翻转”机制来破坏气泡。
矿物油则可以通过表面张力降低和插入作用来防止泡沫形成。
硅灰石和氧化镁可通过反应机制与气体分子形成化合物并消除泡沫。
消泡剂的主要原理是通过使用具有表面活性特性的化学物质来降低液体表面张力，并破坏气泡结构，从而控制和减弱泡沫的形成和稳定性。
消泡剂在许多行业中都拥有广泛的应用，为许多产品和过程提供了技术支持。
不同类型的消泡剂在不同的行业和应用中都有不同的效果和特点。
在液体处理和化学制造中使用的消泡剂通常需要更强的表面活性力和更快的反应速度。
而在食品加工和制药中，消泡剂需要更高的安全性和更温和的表面活性力，以避免对产品和人体健康造成负面影响。
消泡剂的选择取决于许多因素，例如液体类型、处理条件、消泡剂的成本和易用性等。
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§8.1 概述
泡沫现象 发泡剂 消泡剂
§8.2 发泡与消泡原理
§8.2.1 泡沫的形成 泡沫类似于乳液，乳液形成大量的水油界面，泡 沫则形成大量的气液界面，但都需在机械力的作 用下产生
泡沫：就是不溶性气体在外力作用下进入液体之 中，并被液体相互隔离的非均相体系。
∵ dG = -SdT + Vdp + r·dA P、T一定，dG=r·dA △G =r·△A
2 H2O2
2 H2O + O2
特点：发气量较低，且具有强腐蚀性
无机发泡剂的缺点： 特点：吸热反应，分解速率缓慢，发泡率难控制，
分散性差
有机化学发泡剂
优点： ①在聚合物中分散性好； ②分解温度范围较窄，易于控制； ③所产生的N2气，不易从发泡体中逸出．因而发泡率高； ④粒子小，发泡体的泡孔小；
特点：自身价格低廉但所需设备昂贵
化学发泡剂： 定义：通过化学变化产生气体进而发泡的物质。
发泡效果的影响因素： 分解温度：必须与聚合物的熔融温度相适应 发气量：衡量化学发泡剂发泡效率的指标 分解速度： 分解热：
化学发泡剂的性能要求： ①热分解温度是一定的，分解时不应大量放热 ②热分解反应的速度必须是可控的，而且必须有 足够的产生气体的速度， ③所产生的气体必须是无腐蚀性的，易分散或溶 解在聚合物体系中； ④分解残渣与聚合材料相容，无不良气味，低 毒，无色；不影响聚合材料的物化性能。
缺点： ①发泡后残渣较多，污染聚合材料或产生表面喷霜现象； ②分解放热过大造成内部焦烧现象； ③有机发泡剂多为易燃物，在贮存和使用时都应注意防火。
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N-亚硝基化合物
DPT（发泡剂H）
2 ON
CH2 N CH2 N CH2 N NO CH2 N CH2
CH2 N
CH2
N CH2 N
CH2
CH2 N
∵低表面张力的液体总是要流向高表面张力的液 体
∴消泡剂本身低表面张力使膜壁逐渐变薄，从而 导致气泡的破裂
消泡剂：
低的表面张力，低HLB值，不溶于发泡介质中， 但又能均匀分散于泡沫介质中，产生持续、均衡 的消泡能力。
要起泡时，阻止气泡的产生；已起泡沫，迅速地 散步，破坏气泡的弹性膜，使之破裂。
消泡剂要起作用，首先必须渗透到泡沫间的液膜 上，渗入能力用E表示（E>0），消泡剂渗入到 液膜上，又要能很快地散布开，散布能力可用散 布系数S表示。
物理发泡剂: 依靠一定温度范围内物理状态的改变 达到发泡的目的.
性能要求: ①无毒、无味、无腐蚀性； ②不易燃易爆； ③不损坏聚合物的性能； ④气态时必须是化学惰性的； ⑤常温下具有低的蒸气分压； ⑥分子量小相对密度大，
发展： 早期：压缩气体(空气、CO2，N2等) 挥发性的液体(b.p<110℃) 最佳：氟代烃
增加粘度 降低挥发性
影响泡沫稳定性的因素 表面弹性 表面粘度
§8.2.2 泡沫的破裂
泡沫不稳定，大小、分布改变，泡壁减薄时易破 裂。
R↘P↗， ∴大小气泡内气压不等 ∴气体总是从小气泡的高压侧向大气泡的低压侧
通过界膜进行扩散，小气泡↘，大气泡↗， 破裂。
消泡机理:
消泡剂常以微粒的形式，渗入到泡沫的体系中。 泡沫体系要产生泡沫时，存在于体系中的消泡剂 立刻破坏气泡的弹性膜，抑制气泡的产生。若气 泡已产生，添加的消泡剂接触泡沫后，进一步扩 展，层状侵入，取代原泡沫的膜壁。
∵ dG = -SdT + Vdp + r·dA P、T一定，dG = r·dA △G = r·△A
∴ 产生泡沫，△A 增加，△G增加 表面活性剂 r ↓ 纯液体， r不变
∴加入表面活性剂有利于泡沫的生成，但产生的 泡沫仍是热力学不稳定的，部分抵消由于△A 造成的△G 。
重力作用，液体沿泡壁流下，变薄而易于破裂
化学发泡剂的分类：
碳酸盐
亚硝酸盐
无机化学发泡剂 硼氢化物
过氧化氢
有机化学发泡剂
NБайду номын сангаас亚硝基化合物 偶氮化合物 酰肼类化合物 尿素化合物 其他
无机化学发泡剂
碳酸盐
碳酸铵 碳酸氢铵 碳酸氢钠
碳酸铵 组成：NH4HCO3 ·NH2COONH4 分解温度：30℃开始，55-66℃剧烈 发气量：700-980 ml/g 特点：便宜，发气量高，但贮存稳定性差，在聚
Ross公式：渗入系数：E= rF + rDF - rD>O 散布系数：S= rF – rDF – rD >O
E、S>O，消泡剂才具有消泡能力。
§8.3 发泡剂
§8.3.1 概述 定义: 发泡剂是一类能使处于一定粘度范围内的
液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结 构的物质。
分类: 根据产生气泡的方式 物理发泡剂 化学发泡剂
发气量：267 ml/g
特点：碳酸氢钠不产生刺激性的氨气，
但其发气量较碳酸氢铵低，而且分解残渣
Na2CO3具有强碱性。
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亚硝酸盐： 主要是亚硝酸铵
组成：NH4Cl + NaNO2
NH4Cl + NaNO2
N2 + 2 H2O + NaCl
特点: 亚硝酸铵的热分解是不可逆的，因此它可
以作为加压发泡过程中的发泡剂。亚硝酸
铵分解产生的气体是氮气，也含有少量氮
的氧化物，因此对橡胶的硫化有促进作用
但会腐蚀模具和设备。
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硼氢化钾与硼氢化钠
MBH4 + 2 H2O H+ MBO2 + 4 H2 发气量： KBH4 1660 ml/g
NaBH4 2370 ml/g 特点：碱金属氢硼化物的价格昂贵，而且易燃易爆。
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过氧化氢
CH2 + 4HCHO + 4 N2
10 H CHO + 4 NH3 + 4 N2
分解温度：190-205℃ 发气量：理论 240 ml/g 实际 260-275 ml/g 特点：分解温度稳定，分解热大
避免与酸接触
NTA:
CH3 O C N NO
O C N NO
CH3
发气量：180 ml/g 特点：分解热低（厚制品），残渣喷霜
合物中分散困难，而且有一定的氨味，碱 性对橡胶硫化有促进作用
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碳酸氢铵
分解温度：60℃ 发气量：850 ml/g 特点：热分解温度比碳酸铵高，比碳酸铵稳定，
便于贮存；分解反应是可逆的，分解速度 可控，能得到均匀的微孔泡沫制品。 在聚合物中分散困难且具有氨味
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碳酸氢钠
分解温度：100℃开始，140℃迅速