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消泡剂种类是如何划分的?不同种类有哪些消泡效果?

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消泡剂种类是如何划分的?不同种类有哪些消泡效果?

人气: 发表时间:2020-10-04 18:16:45

    消泡剂种类是如何划分的?不同种类有哪些消泡效果?
    消泡剂也有不同的种类,主要分为矿物油、有机硅和聚醚三大类。矿物油消泡剂主要由载体和活性剂等组成。载体的作用是携带和稀释,活性剂的作用是消泡。硅油消泡剂主要有聚二甲基硅氧烷等。常温下溶解性一般,消泡效率高,抑泡效果好,但高温下效果不理想。聚醚消泡剂含有聚氧丙烯、环氧乙烷、甘油醚等物质,效果非常好,抑泡时间长,速度快,温差稳定性好。根据不同场所的不同工业生产条件,选择相应的消泡剂。
    Sist消泡剂按种类分为有机硅、脂肪醇、聚醚、矿物油、复合消泡剂,广泛应用于食品、发酵、医药、石油、造纸、印染、水处理等行业。
    一般来说,消泡剂有两种分类方法:
    ①根据消泡剂的化学组成,可分为高级醇、脂肪酸及其盐、磷酸酯、烃油、聚醚、有机硅聚合物、酰胺等。
    ②按造纸工艺分为制浆消泡剂、造纸消泡剂和涂布消泡剂三大类。
    首先,它分为:
    1.天然油脂(即大豆油、玉米油等)。
    优点:来源容易,价格低廉,使用简单;
    缺点:存放不好,容易变质,增加酸值。
    2.聚醚消泡剂。
    有很多种,主要包括以下几种:
    A.GP消泡剂。
    甘油用作引发剂,环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的混合物进行加成聚合。
    GP消泡剂亲水性差,在发泡介质中溶解度低,应在稀发酵液中使用。其抑泡能力优于消泡能力,适合添加到基础培养基中,抑制整个发酵过程中泡沫的产生。
    B.GPE消泡剂是泡沫的大敌。
    将环氧乙烷加入到GP消泡剂的聚丙二醇链末端,成为链端带有亲水基团的聚氧乙烯氧丙烯甘油。按环氧乙烷添加量的10%、20%、…50%,分别称为GPE10、GPE20、…GPE50。
    GPE消泡剂亲水性好,在发泡介质中易铺展,消泡能力强,但溶解度高,消泡活性维持时间短,用于粘稠发酵液中效果更好。
    C.GPES消泡剂:有一种新型聚醚消泡剂。GPE消泡剂的链端用疏水硬脂酸盐密封,形成两端有疏水链、中间有亲水链的嵌段共聚物。这种结构的分子容易在气液界面水平聚集,因此表面活性强,消泡效率高。
    3.高级醇。
    高级醇是强疏水弱亲水的线型分子,在水体系中是有效的消泡剂。20世纪70年代初,前苏联学者用阴离子、阳离子和非离子表面活性剂在水溶液中进行实验,提出酒精的消泡效果与其在发泡溶液中的溶解度和扩散程度有关。C7~C9醇是最有效的消泡剂。
    选用合适的乳化剂,将C12~C22高级醇制成粒径为4~9μm、含量为20~50%的水乳液,作为水体系的消泡剂。
    有些酯类,如油酸苯乙醇酯和苯乙酸月桂酯,在青霉素发酵中有消泡作用,后者也可以作为前体。
    磷酸三丁酯(CAS:126-73-8)作为一种古老的消泡剂,至今仍广泛应用于工业。由于其极低的表面张力(27.7925℃)和极低的水溶性(0.6125℃,溶剂溶于水),消泡效果显著。但由于其刺激性和一定的毒性,多用于不接触食品/日常化妆品的其他行业。
    4.硅。
    最常用的是聚二甲基硅氧烷,也称为二甲基硅油。它的表面能低,表面张力低,在水和普通油中的溶解度低,活性高。它的主链是硅氧键,是非极性分子。与极性溶剂水不相容,与一般油类亲和力小。它具有低挥发性、化学惰性、稳定性和低毒性。纯聚二甲基硅氧烷不经分散处理很难用作消泡剂。这可能是由于它与水的界面张力高,扩散系数低,在发泡介质中难以分散。因此,硅油与二氧化硅气溶胶混合形成复合物,即疏水性二氧化硅气溶胶与二甲基硅油混合,在一定温度下处理一定时间。
    有机硅消泡剂由硅脂、乳化剂、防水剂、增稠剂等组成。,用适量的水,然后机械乳化。其特点是表面张力低、表面活性高、消泡能力强、消耗低、成本低。它与水和大多数有机物不混溶,能使大多数泡沫介质消泡。它具有良好的热稳定性,可在5℃-150℃的宽温度范围内使用。其化学稳定性好,不易与其他物质反应。只要配制得当,可在酸、碱、盐溶液中使用,不损害产品质量;还具有生理惯性LD250g/Kg小鼠,通常用于食品医药行业。对所有泡沫体系都有抑制和破泡作用,属于广谱消泡剂范畴。广泛用于洗涤剂、造纸、制浆、制糖、电镀、化肥、助剂、废水处理等生产过程中的消泡。在石油工业中,广泛用于天然气脱硫以加速油气分离。也用于乙二醇干燥、芳烃抽提、沥青加工、润滑油脱蜡等装置中控制或抑制气泡。在纺织行业,用于染色、煮练、上浆过程中的消泡;在化学工业中,用于合成树脂、乳胶、油漆、油墨等过程中的消泡。在食品工业中,它用于各种浓缩、发酵和蒸馏过程中的消泡。硅脂可以涂在锅炉壁、出口或金属网上消泡。硅脂配制成溶液,可用于油相体系消泡。硅脂和低粘度硅油混合成水乳液,可用于各种水相体系的消泡。医学上通常用于手术、X线、胃镜检查前清除内脏或胃部器官的胀气。
    消泡剂大致可以分为两类:一类可以消除产生的气泡,如乙醇;另一种可以抑制气泡的形成,如乳化硅油。国内许可的消泡剂有乳化硅油、高级醇脂肪酸酯化合物、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、聚氧丙烯。
    5.聚醚改性硅。
    结合聚醚和有机硅消泡剂的优点,无毒、对细菌无害、添加量少,是一种性价比较高的产品。
    聚醚改性有机硅是由硅氧烷分子中的聚醚链段制成的聚醚-硅氧烷共聚物(简称硅氧烷醚共聚物)。聚硅氧烷消泡剂具有消泡快、消泡时间长、安全无毒等特点。,但它们不溶于水,耐高温,耐碱性差。聚醚消泡剂水溶性好,耐高温,耐碱性强,但消泡速度和消泡时间不理想。聚醚链通过缩合技术接枝到聚硅氧烷链上,使其具有二级消泡剂的优点,成为一种性能优异、应用前景广阔的消泡剂。在硅氧烷共聚物分子中,硅氧烷链段是亲油基团,聚醚链段是亲水基团。聚醚链中的聚环氧乙烷链可以节能,提供亲水性和发泡性,而聚环氧丙烷链可以节能,提供疏水性和渗透性,对降低表面张力有很强的作用。聚醚的端基对硅醚共聚物的性能也有很大的影响。常见的端基有羟基、烷氧基等。调整共聚物中硅氧烷链段的相对分子量,可以使共聚物凸显或削弱有机硅的特性。同样,改变聚醚链段的相对分子量会增加或减少有机硅在分子中的比例,这也会影响共聚物的性能。聚醚改性有机硅消泡剂在水中容易乳化,也称为“自乳化消泡剂”。当其浊点温度以上时,失去其在水中的溶解度和机械稳定性,耐酸碱和无机盐。可用于苛刻条件下的消泡,广泛用于涤纶织物的高温染色和发酵过程中的消泡。此外,还可用于二乙醇胺脱硫系统的消泡,各种油剂、切削液、防冻液、水性油墨等的消泡。也适用于印刷行业洗去未固化树脂后的消泡。是一种典型的有机硅消泡剂,性能优异,应用广泛。聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲基硅氧烷和二氧化硅组成。聚二甲基硅氧烷类消泡剂不溶于水,不易乳化,是消泡体系中理想的消泡剂。聚二甲基硅氧烷的表面性质比碳链烃低,因此它的表面张力比纺织工业中常用的表面活性剂低。纯聚二甲基硅氧烷抑泡性能差且慢,消泡效果需要二氧化硅颗粒加强。二氧化硅颗粒被硅油带到泡沫的气水界面,进入气泡液膜。由于其疏水性,与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90°,迫使发泡液从固体疏水颗粒表面排出,造成泡沫局部快速引流,导致破裂。这样,由于协同作用,两种成分有很好的消泡效果。
    6.新型自乳化消泡剂。
    它含有特殊改性的聚硅氧烷。它具有优异的耐热性、耐酸碱性和化学稳定性,可广泛用于各种苛刻体系在较宽温度范围内的消泡和抑制。
    7.聚硅氧烷消泡剂。
    聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲基硅氧烷和二氧化硅组成。聚二甲基硅氧烷类消泡剂不溶于水,不易乳化,是消泡体系中理想的消泡剂。聚二甲基硅氧烷的表面性质比碳链烃低,因此它的表面张力比纺织工业中常用的表面活性剂低。纯聚二甲基硅氧烷抑泡性能差且慢,消泡效果需要二氧化硅颗粒加强。二氧化硅颗粒被硅油带到泡沫的气水界面,进入气泡液膜。由于其疏水性,与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90°,迫使发泡液从固体疏水颗粒表面排出,造成泡沫局部快速引流,导致破裂。因此,由于协同作用,两种组分产生良好的消泡效果。聚硅氧烷消泡剂因其优异的消泡效率等优点,在许多领域得到了广泛的应用,尤其是在纺织染整领域。研究发现,以聚二甲基硅氧烷和聚乙烯共聚物为基础的硅氧烷乙二醇消泡剂,由于其特殊的溶解性,在喷射染色等纺织加工中具有理想的消泡效果。
    二、按功能分为:
    1.耐碱消泡剂。
    在高温强碱条件下,能快速消泡,长时间抑泡。稳定性好,消耗低,效率高,无油漂;广泛用于造纸黑液处理、纺织印染行业的强碱精练剂、强碱条件下的清洗剂以及其他高温强碱水溶液体系的消泡。
    2.耐酸消泡剂。
    由脂肪酸酯和脂肪酰胺组成,广泛用于湿法磷酸、钛白粉生产、硼酸生产等强酸体系。
    3.高粘度泡沫消泡剂。
    该产品是针对造纸制浆黑液、化学选矿和特殊化学反应产生的泡沫而开发的高效复合消泡剂,具有粘度高、泡沫细、不易消除的特点。
    4.油漆消泡剂。
    它含有多种高品质的消泡成分,因此具有广泛的应用。特别适用于苯丙乳液、乙丙乳液、纯丙烯酸乳液、醋酸乙烯乳液等体系的消泡。
    5.纸张消泡剂。
    它能有效控制纸浆和泡沫的溢出,提高造纸质量。可广泛用于造纸系统消泡,也可用于造纸污水处理、防冻、蒸馏系统消泡。
    6、水泥砂浆消泡剂。
    它能有效控制水泥砂浆体系中泡沫的产生,使混凝土构件更加密实和光亮。
    7.油田行业消泡剂。
    它能有效控制油田工业过程中内部泡沫的产生,提高采油效率。
    8.清洁用消泡剂。
    可以有效控制清洁剂产生泡沫。
    9.阳离子消泡剂。
    可有效控制含阳离子体系泡沫生成,可广泛应用于阳离子松香胶和造纸用阳离子清洗剂,也可用于造纸污水处理、蒸馏系统的防冻和消泡。
    10.发酵用高效消泡剂。
    克服了普通有机硅消泡剂耐高温性能差、抑泡时间短的缺点;发酵罐中积聚的泡沫可以像聚醚一样迅速消除,该产品具有聚醚无法比拟的时间抑泡优势。
    11.水处理消泡剂。
    有机硅消泡剂对水基发泡体系有很强的消泡和抑泡作用,添加量小,使用成本低,是水基体系的理想消泡剂。
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