畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要目的本課題重點(diǎn)研究聚醚改性聚硅氧烷固體粉末狀消泡劑的制備工藝，討論了乳化劑的含量及HLB值、乳化溫度、疏水性氣相白炭黑的含量等因素對(duì)產(chǎn)品性能的影響，確定其最佳生產(chǎn)工藝。方法首先制備低含氫硅油、聚醚改性聚硅氧烷、硅膏等原料；再用復(fù)合乳化劑將聚醚改性聚硅氧烷和硅膏進(jìn)行乳化，加入余量水得聚醚改性聚硅氧烷乳液型消泡劑；最后以一定比例將吸附載體與聚醚改性聚硅氧烷乳液混合，得到聚醚改性聚硅氧烷固體粉末狀消泡劑。結(jié)果經(jīng)檢測(cè)該消泡劑消泡迅速、抑泡時(shí)間長、且用量少。結(jié)論固體粉末型消泡劑是對(duì)傳統(tǒng)消泡劑的改進(jìn)，在使用運(yùn)輸、儲(chǔ)存等方面性能突出，具有廣闊應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞消泡劑，聚氧烯醚，聚硅氧烷，硅膏，固體粉末畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要TITLESTUDYONTHEPREPARATIONOFPOLYETHERMODIFIEDSILICONESOLIDPOWDERDEFOAMERABSTRACTOBJECTIVETHISSTUDYFOCUSEONTOPICSOFPOLYETHERMODIFIEDSILICONESOLIDPOWDERDEFOAMERPREPARATIONTHROUGHTHESTUDYOFTHEEMULSIFIERANDHLB,EMULSIFYINGTEMPERATURE,GASHYDROPHOBICSILICACONTENTANDOTHERFACTORSTHATEFFECTEDTHEPROPERTIESOFPRODUCTAREDISCUSSEDDETERMINEDTHEBESTPRODUCTIONPROCESSESMETHODSPREPARATIONOFLOWHMSO,POLYETHERMODIFIEDPOLYSILOXANE,SILICONPASTEANDSOONTHENEMULSIFIEDPOLYETHERMODIFIEDSILICONEANDSILICONPASTEWITHCOMPOSITEEMULSIFIER,ADDEDRESIDUALWATERINTOITANDGAINCUSHIONPOLYETHERMODIFIEDSILICONEEMULSIONDEFOAMERFINALLY,ACERTAINPROPORTIONOFTHECARRIERANDTHEADSORPTIONOFPOLYETHERMODIFIEDSILICONEEMULSIONMIXED,INORDERTOGETMODIFIEDPOLYETHERPOLYSILOXANESOLIDPOWDERDEFOAMERRESULTTHEDETECTIONSHOWEDUSTHATTHEDEFOAMERWASEXECUTEDQUICKLY,ANDTHEEFFECTIONLASTLONGTIMEWHILEONLYLITTLEDOSAGEWASUSEDCONCLUSIONTHESOLIDPOWDERDEFOAMERWHICHISMODIFIEDONTHEBASEOFTHETRADITIONALDEFOAMERHASPROMINENTPERFORMANCEONTRANSPORTATION,STORAGEANDSUCHASPECTSWHICHHAVEBROADAPPLICATIONPROSPECTKEYWORDSDEFOAMER,POLYOXYALKENEETHER,POLYSILOXANESILICONPASTE,EMULSIFIERR淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第I頁共I頁目錄1緒論111消泡的作用機(jī)理112消泡劑的類型113原料或原料制備方法32實(shí)驗(yàn)部分721實(shí)驗(yàn)材料722制備方法723評(píng)價(jià)方法924結(jié)果與分析10結(jié)論18致謝20參考文獻(xiàn)21附錄A含氫量測(cè)定化學(xué)法23附錄B碘值的測(cè)定24淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第1頁共24頁1緒論泡沫是人們生活中常見的現(xiàn)象，像浮選、滅火、制造泡沫塑料等工業(yè)需要利用泡沫，但絕大多數(shù)工業(yè)過程中，例如在發(fā)酵、涂料、造紙、鍋爐用水、廢水處理、印染和棱鏡制造等過程中，泡沫的存在會(huì)給生產(chǎn)帶來不利影響1。添加消泡劑已被證實(shí)是消除有害泡沫最有效和最經(jīng)濟(jì)的方法。消泡包括兩方面的含義一是“抑泡”，即防止氣泡或泡沫的產(chǎn)生；二是“破泡”，即將已產(chǎn)生的氣泡或泡沫消除。消泡劑是一種以低濃度加入發(fā)泡體系中破壞或控制泡沫的物質(zhì)，其廣泛應(yīng)用于食品、藥品、發(fā)酵、紡織、印染、化學(xué)等行業(yè)。11消泡的作用機(jī)理適合作消泡劑的化合物必須易于在溶液表面鋪展。此種液體在溶液表面鋪展時(shí)會(huì)帶走鄰近表面的一層溶液，使液膜局部變薄，于是液膜破裂，泡沫破壞。在一般情況下，消泡劑在溶液表面鋪展越快，則使液膜變得越薄，迅速達(dá)到臨界厚度，泡沫破壞加快，消泡作用加強(qiáng)。一般能在表面鋪展、起消泡作用的液體，其表面張力較低，易于吸附于溶液表面，使溶液表面局部表面張力降低（即表面壓增高），發(fā)生不均衡現(xiàn)象。于是鋪展即自此局部發(fā)生，同時(shí)會(huì)帶走表面下一層鄰近液體，致使液膜變薄，從而氣泡膜破壞。因此，消泡的原因一方面在于易于鋪展，吸附的消泡劑分子取代了起泡劑分子，形成了強(qiáng)度較差的膜；同時(shí)，在鋪展過程中帶走鄰近表面層的部分溶液，使泡沫液膜變薄，降低了泡沫的穩(wěn)定性，使之易于被破壞2。12消泡劑的類型消泡劑至今，已經(jīng)歷幾次更新?lián)Q代。第一代即天然油脂類豆油、菜籽油、葵花油等消泡劑。第二代消泡劑為聚醚類消泡劑。第三代消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑。第四代消泡劑為水溶性有機(jī)硅消泡劑即含硅聚醚型消泡劑3。目前商品消泡劑的類型有121聚醚類消泡劑聚醚型消泡劑是消泡劑產(chǎn)品中最重要的品種之一，具有無毒、無氣味、無刺激、水溶性好、擴(kuò)展系數(shù)較大、抑泡能力強(qiáng)并在水中易分散等特點(diǎn)，除了一般工淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第2頁共24頁業(yè)應(yīng)用外，還可應(yīng)用于食品、發(fā)酵、化妝品和醫(yī)藥等行業(yè)中。聚醚型消泡劑是分子量較低的聚氧乙烯聚氧丙烯的嵌段共聚物，根據(jù)合成所用的起始劑不同可分為多元醇型、脂肪酸酯型和胺醚型，其中應(yīng)用較為廣泛當(dāng)屬多元醇型和脂肪酸酯型。我國的聚醚型消泡劑生產(chǎn)起始于1969年，并首先應(yīng)用于抗生素發(fā)酵4。聚醚類消泡劑雖然耐高溫、耐強(qiáng)堿，破泡率低。122有機(jī)硅類消泡劑有機(jī)硅消泡劑雖然具有較低的表面張力、低水溶性、高活性、低揮發(fā)性、安全無毒、無污染、生理惰性、化學(xué)惰性、破泡迅速等特點(diǎn)，但它的適用范圍和效能有一定的局限性。如由于表面能較低、疏水性強(qiáng)，與其它有機(jī)物的互溶性差，在水相體系中的應(yīng)用效果特別差；價(jià)格比較昂貴；在噴射染色加工等高剪切、高溫條件下，有機(jī)硅消泡劑會(huì)產(chǎn)生薄膜狀沉淀而使被染物產(chǎn)生斑點(diǎn)57。123含硅聚醚型消泡劑聚醚改性有機(jī)硅消泡劑是在聚硅氧烷鏈段上引入聚醚鏈段形成硅醚共聚物，在共聚物的分子中，聚硅氧烷鏈段是親油基，聚醚鏈段是親水基，聚醚鏈段中聚環(huán)氧乙烷鏈節(jié)能提供親水性和起泡性，聚環(huán)氧丙烷鏈節(jié)能提供疏水性和滲透力，對(duì)降低表面張力有較強(qiáng)的作用。聚醚改性硅氧共聚物不僅兼有原來兩種聚合物的優(yōu)點(diǎn)還會(huì)產(chǎn)生一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。聚硅氧烷聚醚型消泡劑有許多優(yōu)異的特性8消泡效力強(qiáng)。既有聚硅氧烷所固有的低表面張力，高活性的特點(diǎn)，又具有聚醚在水中易分散的優(yōu)點(diǎn)。逆溶解性。自乳性。穩(wěn)定性。無毒。是一種廣譜型高效能消泡劑。適用作消泡劑的有機(jī)化合物很多，有聚硅氧烷、聚醚、醇、脂肪酸、酰胺酸、磷酸鹽及金屬皂等。無論是那種類型的消泡劑，除了發(fā)泡體系的特殊要求外，消泡劑必須具備下列條件6化學(xué)惰性，不應(yīng)與被消泡的介質(zhì)在各種值、溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；有正鋪展系數(shù)，即可在發(fā)泡系統(tǒng)的氣液界面上迅速鋪展；含低表面張力的化合物，使泡沫形成局部薄弱點(diǎn)；其應(yīng)不易被發(fā)泡系統(tǒng)中的表面活性劑所溶；消泡力強(qiáng)，用量少；迅速使泡沫破壞，且在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)防止泡沫生成?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第3頁共24頁然而對(duì)于不同行業(yè)所需消泡劑，例如，在抗生素發(fā)酵過程中，通氣攪拌和代謝所產(chǎn)生的氣體使發(fā)酵罐中產(chǎn)生泡沫9；在食品工業(yè)中它各種濃縮、發(fā)酵、蒸餾過程中的泡沫；在醫(yī)學(xué)上，用于患者術(shù)前，光和胃鏡檢查前清除臟器或胃內(nèi)器官的脹氣。除上述要求外還應(yīng)具有無毒、無味、無污染、耐高溫、生理惰性、化學(xué)惰性、消泡力強(qiáng)、使用方便、無腐蝕性等特點(diǎn)。本課題主要研究可用于食品、藥品、發(fā)酵的高效消泡劑，但由于乳液型消泡劑在工業(yè)使用中還需安置噴灑裝置，研究將其改良為便于使用、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)墓腆w粉末型消泡劑具有曠闊的市場(chǎng)前景。13原料或原料制備方法131低含氫硅油的制備方法低含氫硅油的合成方法主要有鹵代硅烷合成法、開環(huán)共聚法和高含氫硅油調(diào)聚法。1311利用鹵代硅烷合成在反應(yīng)釜中加入定量的甲基氫二氯硅烷、三甲基氯硅烷和溶劑，加水分解，再用濃硫酸或固體催化劑調(diào)聚。反應(yīng)結(jié)束后油層脫去溶劑和低沸物，再脫色過濾即得成品10。1312開環(huán)共聚八甲基環(huán)四硅氧烷（D4）與四甲基環(huán)四硅氧烷（D4H）進(jìn)行開環(huán)共聚，反應(yīng)一般在N2氛圍下進(jìn)行，催化劑可使用硫酸、對(duì)甲苯磺酸或酸性粘土1113。反應(yīng)式如下所示1313高含氫硅油調(diào)聚法高含氫硅油調(diào)聚法14，15是利用二甲基硅封端的全側(cè)氫硅油和120汽油作反應(yīng)溶劑在酸催化下進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng)，在室溫或6065條件下即可反應(yīng)，無須充N2保護(hù)。所用催化劑可以是硫酸、三氟甲基磺酸或固體雜多酸。在以上的三種合成方法中，第一種方法反應(yīng)劇烈，不易控制，工藝復(fù)雜，反應(yīng)過程中還會(huì)放出大量的HCL氣體，因此不利于工業(yè)生產(chǎn)。第二種方法反應(yīng)條淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第4頁共24頁件苛刻，反應(yīng)過程也比較劇烈，目前僅限于實(shí)驗(yàn)室的研究中。而第三種方法則具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，本文將選用此法進(jìn)行底含氫硅油的制備。132聚醚改性聚硅氧烷的制備方法按聚醚鏈段與聚硅氧烷鏈段之間的連接方式16，分為SIOC鍵連接型（也稱水解型）和SIC鍵連接型（也稱非水解型）。前者不穩(wěn)定，易被水解；后者對(duì)水穩(wěn)定。SIOC類鏈型支鏈型側(cè)鏈型SIC類鏈型側(cè)鏈型兩端型單端型其中，SIC類產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，本次實(shí)驗(yàn)也選用這種方法?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第5頁共24頁133聚醚的類型李巋4研究聚醚結(jié)構(gòu)的不同對(duì)消泡劑性能的影響，聚醚結(jié)構(gòu)的變化會(huì)影響共聚物與起泡液的親疏關(guān)系。聚醚鏈段中，聚氧丙稀鏈段增加會(huì)提高共聚物的疏水性，而聚氧乙烯鏈段增加會(huì)提高其水溶性。若聚硅氧烷鏈段與聚醚鏈段比例固定，提高聚醚鏈中聚氧丙稀的比例，會(huì)減小共聚物在水中的溶解度，降低濁點(diǎn)，一般來說，能改善它的消泡性能。因此，實(shí)驗(yàn)中采用丙烯醇POEO1161的端烯聚醚。134二甲基硅油的選擇二甲基硅油是一種優(yōu)良的消泡劑原料面張力低，消泡能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)和生理惰性，加之不溶于水，又不溶于動(dòng)植物油及高沸點(diǎn)礦物油中。因而，對(duì)大多數(shù)起泡介質(zhì)能予以優(yōu)異的消泡性能。但其表面張力低，在水中的落解性小，分散性能差，且單純的二甲基硅油并無消泡效果，必須借助白炭黑、乳化劑和其它分散助劑，增加其在溶液中的擴(kuò)散系數(shù)，才能賦予二甲基硅油優(yōu)良的消泡效果。通過鐘軍17白炭黑對(duì)甲基硅油的研究，分析認(rèn)為二甲基硅油的粘度對(duì)消泡劑性能及乳液的制備過程有一定的影響。低粘度硅油表面張力小，易分散于起泡液中起消泡作用，但溶解性大，抑泡時(shí)間短；而粘度大的硅油溶解性小，抑泡時(shí)間長，但乳化困難，消泡效果差。為獲得良好的消泡效果，本實(shí)驗(yàn)選用粘度為700800CP/25的二甲基硅油作主體成分。135白碳黑的類型白炭黑的種類超微細(xì)二氧化硅，俗稱白炭黑，學(xué)名水合二氧化硅（MSIO2NH2O），按其制備方法的不同，分為以下兩種18氣相法白炭黑將四氯化硅氣體在氫氣、氧氣流中于高溫下水解而制得氣相法白炭黑，其化學(xué)反應(yīng)式如下其原生粒徑為1040NM，聚集體粒徑為1M，比表面積（BET法）范圍為淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第6頁共24頁50400M2/G。沉淀法白炭黑用硅酸鈉在鹽酸或硫酸中反應(yīng)制得沉淀法白炭黑，其化學(xué)反應(yīng)式如下或產(chǎn)物粒徑范圍一般在20250M之間，比表面積一般不超過200M2/G。疏水性白炭黑經(jīng)過疏水性處理的白炭黑即為疏水性白炭黑。未經(jīng)疏水處理的白炭黑內(nèi)部的聚硅氧烷結(jié)構(gòu)和外表面存在的活性羥基、吸附水及制備過程本身導(dǎo)致其表面出現(xiàn)的酸區(qū)，使其表面能較大，聚集體傾向于凝聚、形成二次結(jié)構(gòu)，從而白炭黑顯親水性，在有機(jī)相中難以浸潤和分散。經(jīng)疏水處理后的白炭黑表面，輕基含量減少，聚集傾向減弱，表面自由能降低，由親水轉(zhuǎn)為疏水，與有機(jī)相的浸潤性、分散性得到改善，從而獲得一種良好的分散體系19，20。蔣麗妍等21討論了氣相白炭黑在消泡劑中的作用，氣相法白炭黑由于其特殊的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使它的吸附作用成為所有白炭黑種類中最強(qiáng)的，在同種條件下，含氣相法白炭黑的消泡劑的消泡效果最好。同時(shí)，氣相法白炭黑的最小粒徑可達(dá)5M左右，含這種白炭黑的硅油乳液微粒在起泡液中構(gòu)成顆粒非常小、數(shù)量非常多的基本消泡單元，使消泡劑達(dá)到最佳消泡效果。同時(shí)由于粒徑小、比表面積大，穩(wěn)定的氫鍵三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使白炭黑微粒能均勻、穩(wěn)定地分布在整個(gè)體系中，使體系儲(chǔ)存穩(wěn)定。經(jīng)疏水處理后的白炭黑表面，輕基含量減少，聚集傾向減弱，表面自由能降低，由親水轉(zhuǎn)為疏水，與有機(jī)相的浸潤性、分散性得到改善，成為一種良好的分散體系。因此，本課題使用疏水性氣相白碳黑作為活性成分與二甲基硅油進(jìn)行復(fù)配，以提高二甲基硅油的分散性?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第7頁共24頁2實(shí)驗(yàn)部分21實(shí)驗(yàn)材料表21主要試劑名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家甲基硅油700CP/25浙江武義博陽實(shí)業(yè)有限公司120汽油工業(yè)級(jí)揚(yáng)子石油化工有限公司濃硫酸分析純AR上海久億化工有限公司無水碳酸鈉分析純AR鹽城市雙源化工廠低含氫硅油自制端烯丙基聚氧烯醚工業(yè)級(jí)利邦化工有限公司氯鉑酸分析純AR國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司異丙醇分析純AR蚌埠化學(xué)試劑廠乙酸酐分析純AR宜興市第二化學(xué)試劑廠氣相白碳黑R104南京玻璃儀器廠聚醚改性硅油自制硅膏自制SPAN60化學(xué)純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司TWEEN80化學(xué)純上海精析化工科技有限公司表22主要儀器名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家電動(dòng)攪拌器D74014天津市華興科學(xué)儀器廠集熱式恒溫加熱磁力攪拌器DF101S江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠22制備方法221低氫硅油的制備2211合成將10G甲基硅油、8G120汽油加入裝有攪拌子、集熱式磁力加熱攪拌器（油?。?200溫度計(jì)的三口燒瓶中，并加入占二甲基硅質(zhì)量的3的濃硫酸作催化劑，在4050下攪拌反應(yīng)2H4H。降至室溫，緩慢加入無水碳酸鈉粉末，充分?jǐn)嚢?，中和至中性，靜置，濾去沉淀物，上清液即得低氫硅油。2212低氫硅油的含氫量測(cè)定低氫硅油的氫含量直接關(guān)系到與聚醚SIH接枝量的多少，用于消泡劑的聚淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第8頁共24頁醚改性聚硅氧烷共聚物須具有一定的疏水性，含氫量太低不但反應(yīng)速度慢，且能接上的聚醚鏈段過少，疏水性過強(qiáng)，使消泡、抑泡效率降低；含氫量太高，需接上的聚醚鏈段過多，有可能降低共聚物的疏水性，使制備出的聚醚改性硅油不僅沒有消泡能力，反而會(huì)起到穩(wěn)泡或起泡的作用，同樣會(huì)影響其消泡抑泡效率。所以在含氫硅油轉(zhuǎn)為低氫硅油的過程中要對(duì)反應(yīng)生成的低氫硅油的含氫量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法見附錄A。222聚醚改性聚硅氧烷的合成在催化劑作用下，含氫硅油中的SIH鍵會(huì)與端烯丙基聚氧烯醚中的雙鍵發(fā)生硅氫加成反應(yīng)，得到聚氧烯醚接枝聚硅氧烷，此為SIC型聚醚改性聚硅氧烷。首先，對(duì)反應(yīng)原料（低含氫硅油、端烯丙基聚氧烯醚）進(jìn)行預(yù)處理，將原料真空蒸餾至水含量達(dá)一定程度。然后在裝有攪拌子、集熱式磁力加熱攪拌器、0200溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入10G低氫硅油和60G端烯丙基聚氧烯醚，加熱至反應(yīng)溫度，再加入20106G/ML30106G/ML的氯鉑酸的異丙醇溶液作為催化劑，保溫反應(yīng)至終點(diǎn)。真空蒸餾脫去低沸物，得聚氧烯醚接枝聚硅氧烷。223硅膏的制備硅膏的制備方法是分散法14，它是通過化學(xué)力及機(jī)械力的作用，將固體微粒（白炭黑）分散到基礎(chǔ)油（二甲基硅油）中，使之形成穩(wěn)定的固液分散體系。在生產(chǎn)中多在捏合機(jī)或行星式混合器中進(jìn)行。將氣相白炭黑和二甲基硅油以117的比例，加入圓底燒瓶中，攪拌，油浴升溫至120左右，保溫2H，然后降至室溫，即得二氧化硅和二甲基硅油的復(fù)合物硅膏。224乳液型聚醚改性聚硅氧烷復(fù)合物的配制在圓底燒瓶中，加入硅膏和占總質(zhì)量40的乳化劑，升溫，使乳化劑完全熔淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第9頁共24頁解。調(diào)整電動(dòng)攪拌器的轉(zhuǎn)速，高速攪拌05H1H，使硅膏乳化均勻?yàn)榧?xì)膩的稠狀物；繼續(xù)加入硅膏質(zhì)量30的聚醚改性聚硅氧烷及乳化劑，保持高速攪拌05H1H，使聚醚改性硅油完全乳化，并與乳化好的硅膏混合均勻；降至5060，再在乳化好的聚醚改性硅油復(fù)合物中加入使油相質(zhì)量占70的水高速攪拌攪拌至乳白色的W/O（油包水）型的初乳液；繼續(xù)加水?dāng)嚢瑁褂拖嗟馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)占30的O/W（水包油）型的穩(wěn)定乳液，即得聚醚改性硅油復(fù)合乳液消泡劑。225固體粉末聚醚改性聚硅氧烷復(fù)配消泡劑的制備將制備好的乳液型消泡劑與一定量的固體粉末載體，在一定溫度下混合均勻，使乳液型消泡劑被載體介質(zhì)吸附，即成固體粉末型消泡劑。23評(píng)價(jià)方法對(duì)于消泡劑的評(píng)價(jià)方法有很多方面，在實(shí)驗(yàn)過程中主要對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性、消泡性能和水分散性作了測(cè)試。穩(wěn)定性乳液型消泡劑離心穩(wěn)定性高速離心機(jī)，3000R/MIN30MIN，觀察其是否分層、漂油。熱穩(wěn)定性85土203H，觀察是否破乳。固體粉末型消泡劑于空氣中放置三個(gè)月，觀察其是否結(jié)快、失效。水分散性取5G消泡劑產(chǎn)品于燒杯中，加入25G蒸餾水，振蕩，觀察其分散結(jié)果優(yōu)乳白色溶液，沒有白色油相出現(xiàn)，溶液表面無油斑；良乳白色溶液，有細(xì)小的白色油相顆粒；一般乳白色透明溶液，白色油相顆粒較多，顆粒較大；差幾乎不能分散于水中。消泡性能發(fā)泡液10G的洗潔精溶于500G的水溶液消泡包括兩個(gè)方面將已產(chǎn)生的泡沫消除，稱為消泡防止泡沫的產(chǎn)生，稱為抑泡。100ML量簡中，加入20ML發(fā)泡液，以持續(xù)氣流通過浸在發(fā)泡液中倒置的噴淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第10頁共24頁頭鼓泡，當(dāng)泡沫體積達(dá)到100ML時(shí)，用膠頭滴管加入一定量（發(fā)泡液質(zhì)量的3）的消泡劑，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，記錄泡沫全部消除的時(shí)間，稱為動(dòng)態(tài)消泡；時(shí)間越短；消泡性越好。緊接著記錄泡沫體積再一次達(dá)到100ML所需時(shí)間，時(shí)間越長，抑泡性越好。24結(jié)果與分析241反應(yīng)溶劑的選擇在本實(shí)驗(yàn)中，選擇汽油給低氫硅油的制備提供一個(gè)反應(yīng)場(chǎng)所。在93、97、120、180汽油中做了比較。93和97汽油的色澤偏黃，雖然也有很好的揮發(fā)性，但雜質(zhì)較多，使的反應(yīng)的產(chǎn)品顏色過深，不適能滿足本次實(shí)驗(yàn)的要求；120和180汽油為無色，均有很強(qiáng)的揮發(fā)性，能很好的溶解有機(jī)物，由于180汽油的價(jià)格偏高，故本次實(shí)驗(yàn)采用120汽油作為反應(yīng)溶劑。120汽油又稱為120溶劑汽油，或是白汽油、橡膠溶劑汽油。該汽油由于擁有較好的溶解有機(jī)物的特點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用在制藥、鐘表修理、橡膠制品等行業(yè)，用來制造不干膠、有機(jī)溶劑、清潔劑等工業(yè)材料。120汽油有著非常強(qiáng)的揮發(fā)性能，因此，在反應(yīng)完成時(shí)，120汽油不會(huì)對(duì)產(chǎn)物形成污染。242聚醚改性聚硅氧烷的合成的影響因素2421水含量的影響在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在硅氫化反應(yīng)中，水分對(duì)反應(yīng)結(jié)果有極其重要的影響。低含氫硅油對(duì)微量水分是不敏感的，但在鉑催化劑的作用下，即使微量水分也可使低含氫硅油中SIH基團(tuán)發(fā)生水解，并進(jìn)一步發(fā)生縮水交聯(lián)。如果反應(yīng)體系中水雜質(zhì)較多，就會(huì)生成不溶性的凝膠。本工作中采用嚴(yán)格的除水措施（通過減壓蒸餾使水含量005）。同時(shí)，由于端烯丙基聚氧烯醚親水性非常強(qiáng)，因此減壓蒸餾后應(yīng)立即進(jìn)行反應(yīng)，以隔絕空氣中水分的影響。此外，反應(yīng)液中加入少量乙酸酐，可有效地阻止水解反應(yīng)，減少凝膠的生成，使硅氫化反應(yīng)順利進(jìn)行。分析認(rèn)為乙酸酐在反應(yīng)體系中的作用可能在于以下三個(gè)方面起干燥劑的作用，與水發(fā)生水解反應(yīng)生成乙酸；淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第11頁共24頁乙酸酐和水解生成的乙酸可有效的增加反應(yīng)體系的酸值，以增加低含氫硅油的穩(wěn)定性；酸酐還可以與水解產(chǎn)物SIOH基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，避免低含氫硅油鏈間的交聯(lián)。2422反應(yīng)時(shí)間在反應(yīng)過程中，通過對(duì)反應(yīng)液碘值的測(cè)試來判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。碘值反應(yīng)的是反應(yīng)液中的雙鍵數(shù)。反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，端烯丙基聚氧烯醚的端雙鍵打開，與低含氫硅油的SIH發(fā)生硅氫加成反應(yīng)，從而雙鍵數(shù)減少，碘值減小。反應(yīng)達(dá)終點(diǎn)時(shí)，碘值不再變化。碘值的測(cè)量方法見附錄B。表23反應(yīng)時(shí)間的確定反應(yīng)時(shí)間H碘值含氫量MOL/100G轉(zhuǎn)化率0845003500057350030014610477001804871530500100715202300006581425172000388923013000021941350930000598640091000039914509000003992500890000399355087000039946008700003994從上表可以看出，到40H左右反應(yīng)已幾乎中止。所以確定反應(yīng)時(shí)間為40H45H。2423溫度對(duì)反應(yīng)的影響考慮反應(yīng)物分子的凝聚和催化劑的影響，反應(yīng)可在70120進(jìn)行，固定聚醚與含氫硅油質(zhì)量比31，催化劑用量20106G/ML30106G/ML，考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響，結(jié)果見表24?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第12頁共24頁表24反應(yīng)溫度的影響反應(yīng)溫度（）反應(yīng)時(shí)間（H）外觀70807深黃色黏液80906微黃色黏液901005無色或微黃色黏液1001104淡黃色黏液1101204黃色，有交聯(lián)物由上表可知，溫度低時(shí)反應(yīng)速度慢，反應(yīng)時(shí)間長；溫度高時(shí)，反應(yīng)速度快，完成反應(yīng)所需時(shí)間短。但反應(yīng)溫度不能過高，否則隨著時(shí)間的延長，體系粘度急劇增大。這是因?yàn)樵俑邷叵耂IH發(fā)生交聯(lián)，產(chǎn)物中有交聯(lián)物的存在從而導(dǎo)致體系黏度的劇增，顏色加深，色澤對(duì)后續(xù)產(chǎn)品的應(yīng)用關(guān)系重大。因此，選擇反應(yīng)溫度在90100，此時(shí)產(chǎn)物顏色最為淺。243白炭黑的用量與消泡性能的關(guān)系在其它條件相同的情況下，改變白炭黑的用量，測(cè)定不同用量條件下消泡劑的消泡性能。圖25白炭黑的用量與消泡性能的關(guān)系由圖可知，當(dāng)白炭黑的用量在0125范圍時(shí)，隨著白炭黑用量的增用，消泡性能增加，抑泡時(shí)間增加；但當(dāng)白炭黑的用量增至125以上時(shí)，消泡性能和抑泡作用不隨用量的增加而增加。因?yàn)榘滋亢诘谋砻嬗写罅康牧u基而有助于增淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第13頁共24頁強(qiáng)硅油在起泡體系中的分散能力，增加乳液的穩(wěn)定性,明顯改善消泡和抑泡性能；但含量過大使乳液的黏度增加，水分散性降低，影響了消泡劑的性能。故白炭黑的最適用量為125。244乳化劑的影響2441HLB值對(duì)消泡性能的影響選用SPAN60和TWEEN80組成的復(fù)合乳化劑，在其它條件相同的情況下，改變HLB值，測(cè)定不同用量條件下消泡劑的消泡性能。表26HLB值對(duì)消泡性能的影響HLB值消泡時(shí)間（S）抑泡時(shí)間S離心穩(wěn)定性7586127上層少量油狀物8078208上層無油狀物8589163上層少量油狀物9011244上層少量油狀物由表26可看出，乳化劑的HLB值與消泡劑的穩(wěn)定性、消泡能力有較大的關(guān)系。復(fù)合乳化劑的HLB80時(shí)，乳液最穩(wěn)定，消泡和抑泡性最佳。2442乳化劑用量對(duì)消泡劑性能的影響乳化劑用量要兼顧聚醚改性聚硅氧烷的活性和乳液的穩(wěn)定性，因?yàn)閷⑾輨┘拥缴蒹w系中后，乳化劑只有迅速擴(kuò)散，聚醚改性聚硅氧烷微滴才能憑借疏水性附著到起泡的汽液界面上，發(fā)揮其消泡作用。乳化劑用量太多會(huì)影響抑泡效果，因?yàn)槠浔旧砭哂邪l(fā)泡效果；但用量太少又會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性。因此，乳化劑的用量對(duì)消泡劑性能有著顯著的影響，其影響結(jié)果具體如下表表27乳化劑的用量對(duì)消泡劑性能的影響乳化劑用量（）消泡時(shí)間（S）抑泡時(shí)間S稠度離心穩(wěn)定性3512139較稀分層，不明顯4078208適中好，不分層507793較稠好，不分層1036732很稠好，不分層由表27可知，隨著乳化劑含量的增加，消泡時(shí)間有所降低，乳液穩(wěn)定性增加；當(dāng)復(fù)合乳化劑的用量大于40時(shí)，消泡劑的穩(wěn)定性不隨用量的變化而變化，淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第14頁共24頁但抑泡效果明顯降低。所以為了獲得好的消泡效果及穩(wěn)定性，乳化劑含量應(yīng)為40。245載體的性質(zhì)及混合比例2451載體的性質(zhì)制備固體粉末的載體應(yīng)是一種具有色白、活性含量高、粒徑小、均勻、無毒、無味、無污染及化學(xué)成分穩(wěn)定等特點(diǎn)。作為乳液型消泡劑的吸附載體，必須擁有很強(qiáng)的吸附性，良好的水溶分散性，熱穩(wěn)定性，對(duì)消泡體系不發(fā)生不良反應(yīng)。由電鏡中觀察出，本次實(shí)驗(yàn)選用的載體顆粒的表面為比表面積大的多孔狀、分布均勻、蘇松。圖28固體粉末的電鏡圖2452乳液與載體的比例對(duì)消泡性能的影響淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第15頁共24頁圖29乳液與載體的比例對(duì)消泡性能的影響由圖29可以看出，隨著比例的增大，消泡、抑泡性能降低，在12及125時(shí)的消泡及抑泡效果均較好考慮其成本,選用125的比例混合。246體系溫度對(duì)消泡性能的影響非離子表面活性劑的水溶液在溫度升高到一定程度時(shí)，因相分離而突然出現(xiàn)渾濁，這時(shí)的溫度就叫濁點(diǎn)（CLOUDPOINT，CP）。濁點(diǎn)是表征表面活性劑親水性的重要指標(biāo)。對(duì)于聚氧烯醚接枝聚硅氧烷的水溶液，聚氧烯醚鏈中的氧原子與水結(jié)合形成氫鍵，使整個(gè)分子親水化而溶于水。當(dāng)溫度上升時(shí)，破壞了氫鍵，結(jié)合的水離析，親水性減弱，最后變成不溶于水（渾濁）。所以，濁點(diǎn)是消泡劑的一個(gè)重要控制指標(biāo)。當(dāng)溫度低于濁點(diǎn)時(shí)，聚氧烯醚接枝聚硅氧烷溶于水不起消泡作用；溫度高于濁點(diǎn)時(shí)，其不溶于水，從而具有消泡作用?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第16頁共24頁圖210體系溫度對(duì)消泡性能的影響由圖210可見，隨溫度升高，消泡時(shí)間開始下降較快，；溫度繼續(xù)升高到50時(shí)，消泡時(shí)間最短，這是因?yàn)闇囟雀哂跐狳c(diǎn)使消泡作用加強(qiáng)；溫度繼續(xù)升高，消泡時(shí)間趨于一定值。由此表明在一定溫度范圍內(nèi)，聚醚改性聚硅氧烷復(fù)合乳液消泡劑隨溫度升高，消泡性能提高；當(dāng)溫度升高到60以上時(shí)，消泡性能保持在一定水平。247體系PH值對(duì)消泡性能的影響為了考察聚醚改性聚硅氧烷復(fù)合乳液消泡劑是否能在酸性或堿性環(huán)境中均可有效地消除泡沫，用酸或堿來調(diào)節(jié)起泡液的PH值，測(cè)試起泡體系PH值對(duì)聚醚改性聚硅氧烷復(fù)合乳液消泡劑消泡性能的影響。實(shí)驗(yàn)溫度為25，結(jié)果見圖37。圖211體系PH值對(duì)消泡性能的影響淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第17頁共24頁由圖211可知，在酸性條件下，隨著PH值升高，消泡時(shí)間縮短；PH值為5時(shí)，泡沫消失的時(shí)間最短，即消泡效果最好；PH值為7時(shí)，泡沫消失的時(shí)間是78S，但對(duì)實(shí)際消泡效果無多大影響；堿性條件下曲線的變化趨勢(shì)和酸性條件下的類似。這表明聚醚改性聚硅氧烷復(fù)合乳液消泡劑在酸性或堿性環(huán)境中均可有效地消泡。248與其他產(chǎn)品的比較目前工業(yè)應(yīng)用中的消泡劑主要是兩類聚醚消泡劑和有機(jī)硅乳液消泡劑。將實(shí)驗(yàn)制得的消泡劑與幾種市售消泡劑進(jìn)行了性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表312表212消泡劑性能對(duì)比消泡劑名稱生產(chǎn)廠家消泡時(shí)間S抑泡時(shí)間S聚醚消泡劑SC28南京萬原科技有限公司147102聚醚消泡劑GPE揚(yáng)州晨化科技有限公司136113有機(jī)硅乳液消泡劑LD2002揚(yáng)州立達(dá)樹脂有限公司128163有機(jī)硅乳液消泡劑KM73上海昊化化工有限公司121169有機(jī)硅乳液消泡劑ND130南京四新科技有限公司98176改性有機(jī)硅消泡劑DC544美國DOWCORNING公司92197實(shí)驗(yàn)自制乳液型78208實(shí)驗(yàn)自制固體粉末型75187注實(shí)驗(yàn)條件為25，消泡劑用量3。由表212可知，實(shí)驗(yàn)自制的聚醚改性聚硅氧烷復(fù)合消泡劑在消泡時(shí)間和抑泡時(shí)間都優(yōu)于市售消泡劑，比起進(jìn)口改性有機(jī)硅消泡劑也不遜色。在制藥、食品、發(fā)酵生產(chǎn)過程中多采用豆油消泡，導(dǎo)致成本偏高的問題。實(shí)驗(yàn)所制得的消泡劑無毒、無味、無污染、耐高溫、消泡力強(qiáng)、使用方便、無腐蝕性，特別是制備的固體粉末消泡劑，更具有使用方便，應(yīng)用面廣等特點(diǎn)?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第18頁共24頁結(jié)論1實(shí)驗(yàn)結(jié)果以高含氫硅油調(diào)聚法制備低含氫硅油，然后以低含氫硅油與端烯丙基聚氧烯醚進(jìn)行硅氫加成，從而合成聚氧烯醚接枝聚硅氧烷，其合適的工藝條件為制備低含氫硅油，以120汽油為反應(yīng)溶劑，占甲基硅油質(zhì)量的3的催化劑作用下，反應(yīng)時(shí)間2H4H，反應(yīng)溫度4050；硅氫加成時(shí)，在90100溫度下，反應(yīng)40H45H。二甲基硅油做主原料，以白炭黑作為增稠劑、分散劑，制備硅膏，其最佳反應(yīng)條件為120，2H，白炭黑用量為乳液總量的125（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。乳化硅膏和聚醚改性聚硅氧烷時(shí)，采用國產(chǎn)非離子表面活性劑SPAN60、TWEEN80進(jìn)行復(fù)配（HLB8），乳化溫度5060，乳化劑占總量的40。通過載體吸附，使乳液型轉(zhuǎn)變?yōu)?，乳液型消泡劑?25的比例與載體混合，制得固體粉末型消泡劑。2在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)在低含氫硅油的制備過程中，催化劑應(yīng)逐滴加入至足量，若一次加入足量會(huì)使產(chǎn)物的成深黃色，影響后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量。氫硅加成過程中，溫度的控制極為重要，會(huì)影響產(chǎn)物的色澤和黏度；溫度太高不但會(huì)使顏色加深，還會(huì)使黏度變大甚至產(chǎn)生交聯(lián)。實(shí)驗(yàn)中成功的關(guān)鍵在于硅膏和聚醚改性聚硅氧烷的乳化。乳化溫度太底，乳液很稀，消泡及抑泡性不好；溫度太高，乳液有細(xì)小液滴，離心不穩(wěn)定，并且抑泡性明顯下降。在實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備，乳化效果并不是很好，使用高速勻漿器則能更好的乳化完全,制備出穩(wěn)定的乳液消泡劑。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)的重現(xiàn)性較差。為此我們改進(jìn)了檢測(cè)方法，自制了發(fā)泡裝置，使形成的泡沫均勻一致；統(tǒng)一消泡劑的加入量，以增加檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第19頁共24頁3應(yīng)用實(shí)驗(yàn)所制得的固體粉末消泡劑無毒、無味、無污染、耐高溫、消泡力強(qiáng)、無腐蝕性，更有使用方便，用量少，應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，可用于制藥、食品、發(fā)酵，例如在抗生素發(fā)酵過程中使用，以控制通氣攪拌和代謝所產(chǎn)生的泡沫；在中藥的提取中，用來防止提取時(shí)產(chǎn)生的大量泡沫；在醫(yī)學(xué)上可以用做避免胃鏡檢查時(shí)泡沫的影響，使觀察清楚。這種消泡劑擁有很廣闊的開發(fā)前景。淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第20頁共24頁致謝首先，要感謝我的導(dǎo)師景怡老師。本論文的所有工作都是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、一絲不茍的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象。同時(shí)導(dǎo)師在生活上也給了我很大的幫助，實(shí)可謂我的良師益友，我會(huì)一生珍重。在實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)工作中，得到了各位老師和同學(xué)的大力支持和幫助，在此向他表示我衷心的感謝。感謝各位同學(xué)對(duì)我的熱心幫助和有益的建議。特別要感謝我的父母，感謝他們對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的全力支持。淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第21頁共24頁參考文獻(xiàn)1李春靜，盧義和，宮素芝等聚醚改性硅油消泡劑的合成J日用化學(xué)工業(yè)，2006，3652842韓富，張高勇，王軍有機(jī)硅消泡劑J日用化學(xué)工業(yè)，2001，43139403孫東風(fēng)，陳潔，宗偉章消泡劑簡介J中國甜菜糖業(yè)，1996429304李巋聚醚消泡劑的結(jié)構(gòu)與性能J精細(xì)與專用化學(xué)品，2006，141335李書贈(zèng)，許潔，遲彩霞等改性聚醚硅油型消泡劑的研制J長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，29291936趙虹有機(jī)硅材料及應(yīng)用J材料學(xué)，1995，6324277蔡振云，銀燕，王健聚醚改性聚硅氧烷消泡劑的制備J有機(jī)硅材料，2005，19420228李春靜，盧義和，宮素芝等聚醚改性聚硅氧烷消泡劑的合成及復(fù)配J河北化工，20055209張春雷，王晶國產(chǎn)消沫劑在青霉素發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用J黑龍江醫(yī)藥，2003，16429110柏鳳登甲基含氫硅油的合成J化工新型材料，1998，26（2）26，343511鳳怡高分子量含氫聚硅氧烷油的合成J高分子材料科學(xué)與工程，2000，162333612倪建龍甲基氫硅氧烷/二甲基硅氧