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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(jié)構(gòu)和消破機理，簡要概述了聚醚改性硅油消破劑的結(jié)構(gòu)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(guān)鍵詞： 消泡劑;研究進(jìn)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?xí)绊懙疆a(chǎn)品的質(zhì)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(fù)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(guān)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(gòu)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(zhì)，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(diào)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(lǐng)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(fù)配的的消泡劑，不溶于水也不溶于礦物質(zhì)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。混合物從外觀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(chǔ)上應(yīng)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(yīng)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(yīng)用，尤其是在硅油消泡劑難以解決時進(jìn)行應(yīng)用。
消泡劑的消破劑機理2.1 泡沫成因
泡沫的產(chǎn)生是在機械力作用下，使不溶性氣體進(jìn)入到液體中，并被液體相互隔離成非均勻體系，從而形成大量氣-液界面的結(jié)果。因為氣相的密度〈液相的密度〈固相的密度，所以就會有氣相隨著浮力的作用下向液面移動的現(xiàn)象，產(chǎn)生兩相泡沫或三相泡沫。起泡液幾乎都是溶液，純凈液體一般不起泡。如果把液體攪拌時，液體表面產(chǎn)生一層較穩(wěn)定的液膜，這時氣體無法一直向外逃逸，產(chǎn)生的氣泡聚集就會成為泡沫，這種被隔離的氣泡聚集物就是俗稱的泡沫。泡沫的穩(wěn)定與液相的粘度大小、表面彈性作用、表面流變性都會有很大的因素，一般很難得到穩(wěn)定并持久的泡沫。
2.2 消泡劑的消泡機理
在混凝土中添加消泡劑，能夠防止混凝土拌合物中氣泡產(chǎn)生或使原有氣泡減少。實驗中所加入的消泡劑是一種表面活性劑，可降低液相的表面張力，潤濕角減小到一定程度時，氣泡即脫離固體表面的吸附而逸出或破滅，所以加入消泡劑能在一定程度上混凝土中的的氣泡，有效防止或混凝土產(chǎn)生表面的蜂窩、麻面，使混凝土的表面具有較高的平整度和光澤度，表層性能等得到改善。
消泡的涵義主要有兩方面，一是“破泡”，即已產(chǎn)生的泡沫;二是“抑泡”，即阻止泡沫的再生。性能優(yōu)異的消泡劑往往同時兼具優(yōu)良的破泡及抑泡能力。
雖然消泡劑的使用由來已久，但對不同消泡體系需要不同類型的消泡劑，并且因化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，消泡劑的作用機理至今仍莫衷一是。普遍被人們所接受的消泡劑機理，有以下3種：
(1)羅斯假說
將消泡劑添加到起泡體系，消泡劑分子就會靠近到泡沫。首先消泡劑附著在泡沫液膜上開始侵入，逐漸在泡膜上擴展開來，使得泡膜局部厚道驟減，終導(dǎo)致氣泡合并或破滅。羅斯曾經(jīng)明確的說過：沒有任何一種消泡機理能涵蓋所有的消泡現(xiàn)象，各式各樣、紛繁錯雜的消泡劑，可以對應(yīng)著多種消泡機理。
(2)疏水固體顆粒的消泡機理
起泡液中添加疏水固體顆粒后，疏水顆粒會立即吸附起泡液中表面活性劑的親水端，使得疏水顆粒的外層變?yōu)楸砻婊钚詣┑挠H水端，具有親水性，進(jìn)入水相，疏水固體顆粒大量吸附起泡體系的表面活性劑，使得起泡液中表面活性劑的濃度驟降，致使泡沫破裂。這種消泡機理不能解釋其他消泡劑的作用機理，過于片面。
(3)聚醚改性硅油的消泡機理
對聚醚改性硅油作為消泡劑的消泡過程解釋，為完備的消泡機理有：“橋連-拉伸”機理、“橋連-排濕”機理兩種。橋連-拉伸”機理基于硅油獨特的低表面張力極易鋪展的特點，指出消泡劑液滴能夠產(chǎn)生不同程度的變形，但該機理難以說明硅膏與純硅油區(qū)別;“橋連-排濕”機理基于硅油的親油性，能夠說明低粘度聚醚改性硅油的作用原理。
郴州永興水碧清環(huán)保科技有限公司位于通州區(qū)悅瀾水岸家園5號樓，公司主營 污水處理消泡劑，本公司在全國各地建立了一套完善的售后服務(wù)體制。從機器安裝、維修、保養(yǎng)、客戶培訓(xùn)、耗材供應(yīng)，技術(shù)支持等，力求滿足客戶的要求。本著誠信、專業(yè)、專注、精益求精、追求敬業(yè)精神贏得客戶的信賴。
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(shè)定好機器的轉(zhuǎn)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(yīng)，如產(chǎn)生縮孔，油花等問題。
4、還可以從轉(zhuǎn)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(dāng)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(xì)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(fù)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(dǎo)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(biāo)，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。現(xiàn)在很多人使用消泡劑的時候都喜歡 一道加進(jìn)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(guān)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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