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摘要:介紹了聚醚改性硅油消泡劑的發(fā)展背景、分子結構和消破機理,簡要概述了聚醚改性硅油消破劑的結構特征,討論了消泡劑主要存在問題,同時提出了今后的研究方向。關鍵詞: 消泡劑;研究進展;作用機理;發(fā)展趨勢
泡沫無時無刻存在人們生活與生產(chǎn)之中,過量的泡沫會給生產(chǎn)、加工帶來諸多不便,甚至會影響到產(chǎn)品的質量。目前,消泡劑在混凝土摻量的外加劑中,聚羧酸減水劑是混凝土配合比中的第五組分,成為混凝土中重要組成部分。由于聚羧酸母液本身具有很大的含氣量,使混凝土產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象。若消泡劑與聚羧酸減水劑復配時,就會混凝土很多大氣泡,有效緩解泡沫對混凝土的不良影響,提高生產(chǎn)效率,這些都是頗受關注的問題[1-4]。
1 消泡劑的發(fā)展背景
消泡劑發(fā)展歷程中,主要分為四個階段。
類消泡劑,主要是由各種有機物構成,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,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[5]。
第二類是聚醚類消泡劑,分子通式為: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[6]。這種消泡劑抑泡性能好,、無刺激、并且具有良好的分散性。在實際生產(chǎn)中調節(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[7-8]。
第三類是有機硅消泡劑[9-10],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。對于硅油復配的的消泡劑,不溶于水也不溶于礦物質油中,因此抑泡能力較強,同時其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?;旌衔飶耐庥^和流動性主要分為硅膏型、硅油型、乳液型、溶液型和固體型五類[11]。
第四類消泡劑是聚醚改性硅油消泡劑[12],在前幾代消泡劑的基礎上應運而生,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,聚硅氧烷鏈段親油,聚醚鏈段親水,這就造就了聚醚改性硅油既能溶于水相也能溶于油相,因此可作為有機硅表面活性劑使用;聚醚鏈段還可以作為乳化劑使乳液的性能保持穩(wěn)定,有很好的分散性能。因此,聚醚改性硅油在水體系中有持久的消泡效果。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,且無味、儲存穩(wěn)定,因而被廣泛應用,尤其是在硅油消泡劑難以解決時進行應用。
現(xiàn)在人們生活條件好了之后,對于衣物紡織裝飾的需求也在不斷的加深,因此紡織印染加工業(yè)發(fā)展的越來越快,那么在紡織印染的過程中常常會有很多泡沫產(chǎn)生。泡沫的出現(xiàn)會對印刷的效果造成一定的影響,多以對于印染紡織泡沫的是迫在眉睫的,下面就讓中國紙業(yè)網(wǎng)小編給大家介紹下紡織印染消泡劑的使用。
紡織印染起泡的原因:
1、漿料上漿過程和紗線高速移動過程會導致很多泡沫出現(xiàn)了
2、前處理過程中,在產(chǎn)品退漿運用退漿劑,漂白洗滌運用練漂劑和凈洗劑的時候,為了更好更均勻的透入織物,采用了高溫煮練導致泡沫的產(chǎn)生。
3、在中溫染色和高溫染色過程當中,機械運作震動導致了產(chǎn)生泡沫
4、調漿過程以及色漿在印花過程攪拌的過程中產(chǎn)生泡沫
紡織印染起泡的危害:
1、對原料和產(chǎn)品造成一定的浪費;2、延長染料的反應周期;3、影響 成品的品質;4、生產(chǎn)能力受到大大的限制;5、不利于準確計量;6、對環(huán)境會造成一定的污染
大家在看過之后對于紡織印染中國泡沫出現(xiàn)的原因和危害都有一定的了解了,因此在印染行業(yè)使用消泡劑對于泡沫進行是十分有必要的。紡織印染消泡劑具有耐高溫耐強堿和強大的破泡,抑泡能力。加入到工作液后,即成為溶液、乳液或分散液,吸附于泡膜表面。由于它具有比泡膜更低的表面張力,可將表面活性劑或發(fā)泡物質吸引拉過來,使泡沫液膜表面粘度降低,局部變薄而破裂。
其中使用水性涂料專用消泡劑的五要素:
1、要選擇那些穩(wěn)定性優(yōu)異,消抑泡能力強而且不會影響涂料產(chǎn)品光澤的水性涂料專用消泡劑。
2、要檢測是否影響重涂性能
在這里建議使用高速攪拌的方法。設定好機器的轉速,攪拌用時用量以及粘度等,對比同樣高度的泡沫時間以及抑泡時間長短。
3、水性涂料專用消泡劑的添加量一般為0.1~0.3%,不建議多加太多,因為可能會引起不良反應,如產(chǎn)生縮孔,油花等問題。
4、還可以從轉速和攪拌用時,粘合度和泡沫高度等判斷是否選擇了合適的水性涂料專用消泡劑。
5、大多數(shù)水性涂料消泡劑是不可以直接添加到已經(jīng)稀釋過的水性涂料當中去的, 在涂料/樹脂的粘度比較高的時候添加而且 次添加時機在研磨料時,第二次在成漆時,用量各1/2。
四、消泡劑的評估
評價泡沫控制劑主要考慮一下幾個方面:鋪展速率;與體系的相容性;消泡的穩(wěn)定性以及性價比。
但是往往在一個配方中上述因素是互相矛盾的,例如,與體系相容性 的消泡劑其消泡的穩(wěn)定性往往是差的;兼容性差的,往往其鋪展速率是快。
1、按一定比例將需比較的消泡劑加入到清漆中,放入于玻璃瓶中,在震蕩儀中震動5分鐘,同時拿出觀察,根據(jù)泡沫的多少初步確定消泡劑的消泡能力; 放置10分鐘/30分鐘后,再次觀察泡沫的高度,比較消泡速度;
2、用刮板細度計刮涂漆液來確定消泡劑與體系的相容性(有無縮孔);
3、體系泡沫后,觀察體系的清澈度,有無混濁、分層、浮油等現(xiàn)象;
4、貯存穩(wěn)定性:放置半月后,重復1、2、3步實驗,并確定消泡劑的長效性;
5、確定添加量。
五、影響消泡劑抑泡時間長短的四大因素
1、硅油含量的多少決定了消泡劑在使用中的消耗周期。
2、消泡劑粒徑的大小決定了消泡劑的耐過濾性,粒徑太大或者消泡劑攪拌不夠充分都有可能導致污水處理用消泡劑容易被過濾掉,粒徑過大使消泡劑的團聚到被過濾掉的粒徑大小,時間變短,這樣就會產(chǎn)生漂油、易過濾,這樣消泡和抑泡都會產(chǎn)生影響。
3、攪拌時間也是消泡劑消泡能力的重要指標,攪拌不夠充分的情況下會使消泡劑聚集在一起,一方面容易團聚,另外也容易被過濾掉?,F(xiàn)在很多人使用消泡劑的時候都喜歡 一道加進去,如果攪拌不夠充分,很可能會渾濁、漂油、消泡能力減弱、抑泡時間變短,如果造紙消泡劑的添加順序往前移一般會解決這個問題,或者用水稀釋一般以可以解決,讓消泡劑先在水中充分分散再加到體系中,一般能解決。
4、跟耐酸堿消泡劑有關系,因為消泡劑中硅油的合成催化劑一般都是酸堿,酸堿肯定對他的分解速率有影響,但是在體系中加入硅酸鹽一般會抑制其分解。
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