助剂知识简介

2. 改性聚二甲基硅氧烷类消泡剂
既能满足消泡能力地要求，又有适宜地亲水 性和亲油性地平衡，有良好的漆膜外观，人们在 聚二甲基硅氧烷主链上用各种聚醚和有机物基团 进行改性，获得了理想地结果。聚二甲基硅氧烷 也可用聚甲基烷基硅氧烷来代替。这些产品主要 应用在溶剂型和水溶性涂料中。最新颖地创新性 方面有以有机氟改性的硅氧烷消泡剂，称为“氟 有机硅消泡剂”，这类产品有非常低的表面张力 和强烈的消泡能力，是一个新的发展方向。
乳液助剂知识简介
作者：贾敏
日期：2011/03/18
助剂简介
1.定义 助剂又称添加剂。广义的讲，助剂是泛指某些材料和产品在生产加工过程 中为改进生产工艺和产品的性能而加入的辅助物质。狭义的讲，加工助剂是指 那些为改善某些材料的加工性能和最终产品的性能而分散在材料中，对材料结 构无明显影响的少量化学物质。 助剂是精细化工行业中的一大类产品。它能赋予制品以特殊性能，延长其 使用寿命，扩大其应用范围，能改善加工效率，能加速反应过程，提高产品收 率。因此助剂广泛应用于化工行业，特别是有机合成，塑料、纤维、橡胶等三 大合成材料的加工制造，以及石油化工，纺织，印染，农药，医药，涂料，造 纸，食品，皮革等精细化工行业。 2.特点 助剂在量和质上的基本特点是小批量、多品种、特定功能，复配使用。
皂化值不易得到的
E：乳化剂的亲水部分，即加成环氧乙烷的质量百分数 P：多元醇的质量百分数
离子型
HLB= 7+∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)
混合型 HLB混合=
WA × HLBA+ WB × HLBB
WA + WB
HLB与表面活性剂应用关系 亲油 | 亲水
HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15 18 | |消泡| — | | 润湿剂 |—增溶剂——|
乳化剂的分类
• 按离子类型划分：
阴离子型
离解成一个较小的阳 离子，一个较大的阴 离子（起作用） 离解成一个较小的阴 离子，一个较大的阳 离子（起作用）
离子型乳化剂
阳离子型
非离子型乳化剂
乳化剂的分类
• 根据亲水亲油相对强弱分类：
亲水性乳化剂
形成水包油型 乳浊液
亲油性乳化剂
形成油包水型 乳浊液
乳化剂的选择
1.根据HLB值选择乳化剂
HLB值是乳化剂分子结构中的亲水疏水平衡 值，通常作为乳化剂选择的依据。
B的计算 非离子型 HLB值= MH
×20
(经验公式) M：总分子量
M MH：亲水基部分的分子量
多元醇脂肪酸酯
HLB=20(1-S/A) A：脂肪酸的酸值
HLB= (E+P)/5
S：乳化剂的皂化值
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消泡剂三大作用阶段
• 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。
消泡剂的分类
按目前的习惯，涂料用消泡剂可分为三 大类：矿物油类消泡剂；聚二甲基硅氧烷 或改性聚二甲基硅氧烷（有机硅类消泡 剂）；不含有机硅的聚合物类消泡剂。
• （1）一般阴离子乳化剂与乳液粒子带同种电荷相互排斥，易于值得稳定 的乳化液； • （2）乳化剂的憎水性基团与被乳化物结构相似是，乳化效果较好； • （3）乳化剂在被乳化物中易于溶解的，乳化效果比较好； • （4）乳化剂的憎水性基团一定要和被乳化物有很好的亲合力，两者之间 亲合力强时，不但乳化力强，而且乳化剂用量也可减少； • （5）被乳化物的憎水性强，若用亲水性强、HLB值大的的乳化剂，由于 乳化剂与被乳化物之间缺乏亲合力，乳化剂易溶于水中，乳化效果不好， 此时要掺用HLB值较小的乳化剂来进行调节。
助剂分类
1.按应用对象分类 (1)高分子材料助剂 (4)食品工业用添加剂 (2)纺织染整助剂 (3)石油工业用助剂
2.按使用范围分类 按使用范围一般可分为合成用助剂和加工用助剂 3.按作用功能分类 (1)增塑剂 (2)抗氧剂 (3)热稳定剂 (4)光稳定剂 (5)助燃剂 (6)交联剂 (7)润滑添加剂 (8)偶联剂 (9)发泡剂 (10)消泡剂 (11)抗静电剂 (12)流变性能改进剂 (13)柔软剂 (14)乳化剂和分散剂 (15)抗菌剂和防腐剂 (16)防锈剂 (17)流动性能改进剂
（一） 矿物油类消泡剂
• 矿物油类消泡剂通常油三种物质组成：载体，占 整个系统的75～80％；憎水颗粒10～15％；乳化剂或 展开剂5～10％。 • 载体是把主要消泡物质带入泡沫体系中，并帮助 扩散到泡膜上，起到承载和稀释的作用。它对消泡剂 的消泡性能和消泡性能的持久性有较大的影响。载体 应是低表面张力的物质，它与泡沫体系必须有适宜的 不相容性，且易上升导泡沫体系的表面。
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消泡剂之消泡机理
• • • • 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。
石蜡
W/O乳化剂 |去污| |—— 渗透作用 ———|
20 |
聚乙二醇
|—————
O/W 乳化剂 ————|
乳化剂的选择
2.HLB值和其他方法相结合的选择方法 按HLB值来选择乳化剂虽然是一种常用的方法，但有一个不足 之处，即HLB值不能概括被乳化物和乳化剂的化学结构，以及两者 之间的相互联系。事实上，除了HLB值以外还有很多其他也值得考 虑的因素：
EVA乳液中添加的主要助剂
• • • • • • 乳化剂、分散剂（表面活性剂） 消泡剂 增稠剂 交联剂 增塑剂 防霉剂
乳化剂、分散剂（表面活性剂）简介
• 乳化剂与分散剂都属于表面活性剂。表面活性剂由于 在它的分子结构中含有亲水和亲油两部分，因此少量加入 即可显著改变界面表面张力，并引起渗透、润湿、乳化、 分散、洗净、发泡等多项表面活性功能。根据应用场合的 不同，一般又分别称乳化剂、润湿剂、分散剂、发泡剂和 抑制剂等。 • 乳化剂是指那些能使互不相溶的两种液体（油和水）中 的一种液体乳化成0.1~10μm的液体微滴，均匀的分散在另 一种液体体系中的物质。而分散剂则是指那些能使固体微 粒均匀稳定地分散在液体体系中的物质。 • 分子结构两端不对称： 一端是极性的亲水基 一端是非极性的疏水基
（二） 有机硅类消泡剂
有机硅类消泡剂一般是指两类化学物质：一 类以聚二甲基硅氧烷为主，在某些情况下，也可 以是乙基和部分为羟基、苯基、氰基、三氟丙基 等的硅氧烷；另一类是以聚醚或有机物改性的聚 二甲基硅氧烷。
1. 聚二甲基硅氧烷类消泡剂
聚二甲基硅氧烷为不挥发油状液体，在水、 动植物油及矿物油中不溶解或溶解性很差。既耐 高温、又耐低温，物理性能稳定。化学惰性，无 生物活性，且有很低的表面张力，是一类应用广 泛的消泡剂。聚二甲基硅氧烷用作消泡剂时，它 的聚合度n值为几十到几百。相对短链的聚硅氧烷 常用作涂料的表面助剂，在涂料中常显示出稳定 泡沫的性质，是稳定泡沫还是消泡，则取决于所 用硅氧烷的溶解度和相容性，只有选择适宜的溶 解度和相容性的硅氧烷产品才能有消泡功能。 聚二甲基硅氧烷作为消泡剂可以有本体、溶 液、复合型和乳化型几种形式。
乳化剂的作用机理
为使各种物理乳化方法容易进行，使乳液稳定性提高， 所使用的助剂就是乳化剂。 • 其主要作用是降低被乳化的两种液体的表面张力。因此， 一般用表面活性剂作为乳化剂时，其疏水基一端吸附在不 溶于水的液体（如油）的微粒表面，而亲水基一端则伸向 水中。表面活性剂在液体微粒表面定向排列成一层亲水性 吸附膜（界面膜），从而减少液滴间的相互引力，降低两 相间的表面张力，起到促进相互分散形成乳化的作用。表 面活性剂的浓度大小对形成界面膜的强度有直接影响。浓 度小，界面上吸附的表面活性剂分子数多，形成的界面膜 致密，强度大，不同的表面活性剂（乳化剂），乳化效果 不同，达到最佳乳化效果所需的量也不同。一般的说，形 成界面膜的乳化剂分子，作用力越大，膜强度越大，乳化 液越稳定;反之，作用力越小，膜强度越小，乳化液越不稳 定。
常用的载体是烃油或水，其他的如脂肪醇、脂 肪酸酯溶剂。 憎水性组分在消泡剂配方中起着主要的活性作 用，它可以是液体，也可以是固体。若以液体形式 则以乳液液滴存在；如以固体颗粒存在，它的粒径 应为0.1～20µm之间的憎水性材料。颗粒太小，有 效性显著降低；颗粒太大，就不能进入泡沫膜层， 微泡聚集成大泡就不会发生。 有许多憎水性材料可供选择，它们是蜡、硅油、 疏水二氧化硅、脂肪族酰胺、脂肪族酸酯、金属皂、 聚氨酯、高分子量聚乙二醇、饱和脂肪酸和不饱和 脂肪酸、聚脲等。
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此外，当界面膜中有脂肪醇、脂肪酸和脂肪胺等极性 有机物分子时，膜强度显著增高。这是因为在界面吸附层 中乳化剂分子与醇、酸和胺等极性分子发生作用形成复合 物，使界面膜强度增高的缘故 由两种以上表面活性剂组成的乳化剂为混合乳化剂。 由于分子间的强烈作用，界面张力显著降低，乳化剂在界 面上吸附量显著增多，形成的界面膜密度增大，强度增高。 乳化剂通常是表面活性剂，分子结构中包含有亲水部分与 疏水部分。混和两种不相容的液体时，通过高剪切力可以 混合均匀，但这种分散状态是不稳定的，加入乳化剂可以 大大降低不相容相界面间的自由能，同时通过立体位阻或 静电排斥防止分散粒子之间的聚结，从而稳定乳液。乳化 剂的作用是：当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双 电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液 滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。
（三）不含有机硅的聚合物类消泡剂
如何选用消泡剂
首先要确定需要使用消泡剂的体系，是 水性体系或油性体系。如发酵行业，就要 使用油性的消泡剂，如聚醚改性硅或聚醚 类的。水性涂料行业就要用水性消泡剂， 有机硅消泡剂。选择出消泡剂，比较添加 量，在参考价格，可得出最适用最经济的 消泡剂产品。
消泡剂简介
• 名词解释： • 1.消泡剂 • 称为抗泡剂，破泡剂、抑泡剂、脱泡剂总称为消泡剂。 • 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。 • 2.抑泡 • 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。 • 消泡和抑泡是相对的.消泡性能好的产品相对抑泡性能就 会差点,具体就要看如何选择使用了
消泡剂之消泡机理
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• 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。