..本科畢業(yè)論文<設(shè)計(jì)>題目：消泡劑復(fù)配及性能研究學(xué)院：化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院專業(yè)：輕化工程姓名：劉歡指導(dǎo)教師：張賓2014年6月4日消泡劑復(fù)配及性能研究AStudyonPreparationandPerformanceofDefoamer摘要本論文研究了三種消泡劑ESD-C〔有機(jī)硅類、Z-25AS〔聚醚類、TL-56-1〔有機(jī)硅類的消泡、抑泡性能,對(duì)其進(jìn)行了復(fù)配實(shí)驗(yàn),考察了各組分對(duì)消泡效果的影響,確定了最佳的復(fù)配工藝,并且與消泡劑702進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比。結(jié)果表明：配比為1:3的配比為Z-25AS〔25%和TL-56-1〔75%的復(fù)配消泡劑〔0.05%為最佳,在最大限度上減少消泡時(shí)間,時(shí)間為4s,抑泡時(shí)間為9s。該復(fù)配消泡劑消泡、抑泡能力較好,性能優(yōu)越,穩(wěn)定性好。關(guān)鍵字：消泡劑；硅油型消泡劑；聚醚型消泡劑；復(fù)配；穩(wěn)定性..AbstractInthisthesis,threedefoamersESD-C<silicone>,Z-25AS<polyether>,TL-56-1<silicone>ofdefoamingperformanceandtocarryoutcomplexwithexperimentstostudytheeffectsofanti-foamingeffectofeachcomponenttodeterminetheoptimalcomplexprocess,andthecomparisonwithexperiment702defoamers.Theresultsshowthat:theratioof1:3ratioofZ-25AS<25%>andTL-56-1<75%>ofcompounddefoamer<0.05%>isthebest,reducethemaximumextinctionsoaktime,timeof4s,defoamingtimeof9s.Thecomplexdefoamersdefoamingabilityisbetter,superiorperformanceandgoodstability.Keywords:defoamer;siliconedefoamer;polyetherdefoamer;complex;stabilty目錄TOC\o"1-3"\h\u1前言11.1泡沫及其性能2泡沫的形成2影響泡沫穩(wěn)定性的因素31.2消泡劑4消泡劑物化特性4消泡劑的成分4消泡劑的分類消泡劑的種類很多,分類方法也有多種4消泡劑的應(yīng)用6消泡劑的消泡機(jī)理6消泡劑的發(fā)展概況71.3聚醚改性硅油消泡劑8聚醚硅油消泡劑的反應(yīng)原理8聚醚硅油消泡劑的消泡機(jī)理9復(fù)合型消泡劑91.4本課題研究的主要目的和意義92實(shí)驗(yàn)112.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑11實(shí)驗(yàn)試劑112.1.2實(shí)驗(yàn)儀器112.2實(shí)驗(yàn)部分122.2.1十二烷基苯磺酸鈉溶液〔LAS配制及起泡性測定122.2.2消泡劑固含量的測定122.2.3單一消泡劑的消泡、抑泡性能測試122.2.4消泡劑復(fù)配及消泡抑泡性能測定132.2.5穩(wěn)定性測試133結(jié)果與分析153.1十二烷基苯磺酸鈉溶液〔LAS起泡性153.2消泡劑固含量的測定163.3單一消泡劑的消泡、抑泡性能測試173.4消泡劑的復(fù)配18與TL-56-1復(fù)配結(jié)果183.4.2Z-25AS與TL-56-1復(fù)配結(jié)果193.4.3Z-25AS與ESD-C復(fù)配結(jié)果193.5穩(wěn)定性的測試213.5.1離心穩(wěn)定性213.5.2熱穩(wěn)定性214結(jié)論21致謝23參考文獻(xiàn)24..1前言在工業(yè)生產(chǎn)的某些場合往往需要加入一定量的表面活性劑,以滿足溶液體系在諸如清洗、潤滑、防銹等方面的特殊要求。加有表面活性劑的溶液體系因存在氣體或攪拌等因素,易生成大量的泡沫[1]。泡沫的產(chǎn)生有時(shí)是有利的,如礦物的泡沫浮選,消防上的泡沫滅火,石油開采中的泡沫驅(qū)油等；但是,在某些領(lǐng)域卻是不利的,如溶液濃縮、發(fā)酵生產(chǎn)、造紙過程中的紙漿處理、乳液生產(chǎn)等,需要使用消泡劑減弱、抑制或徹底消除泡沫才能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要[2]。對(duì)消泡劑的研究最早始于德國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家Quincke,他首先提出了用化學(xué)方法來消泡的概念,例如用乙醚蒸氣來消除肥皂泡。之后,19世紀(jì)的膠體化學(xué)家J．Plateau對(duì)液體起泡性進(jìn)行了研究,提出表面張力小、黏度大的起泡液體起泡性較強(qiáng)。美國膠體化學(xué)家S．Ross在二次大戰(zhàn)期間開始研究潤滑油的消泡問題,戰(zhàn)后連續(xù)發(fā)表多篇關(guān)于消泡的研究報(bào)告,在消泡劑的作用機(jī)理方面作出了突出貢獻(xiàn)。道康寧〔DowCornjng公司的C．C．Currie對(duì)當(dāng)時(shí)的消泡劑文獻(xiàn)做了較大規(guī)模的整理,對(duì)造紙、發(fā)酵、鍋爐等方面的消泡技術(shù)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究。工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展引起了消泡劑的使用量大增,對(duì)消泡劑的消泡效率、使用成本等提出了新的要求；同時(shí),隨著消泡劑在某些特定領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,對(duì)其在諸如高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、高剪切等苛刻條件下使用的穩(wěn)定性能和消泡性能提出了新的挑戰(zhàn)[3]。1954年,美國Wagnd-ott公司首先投產(chǎn)聚醚型消泡劑,很快得到了迅速的發(fā)展。但對(duì)聚醚消泡劑的廣泛應(yīng)用和研究是從近幾年隨著聚醚工業(yè)的發(fā)展才開始的[4]。我國對(duì)消泡問題的研究始于上世紀(jì)50年代。到60年代初,我國開始對(duì)潤滑油、傳動(dòng)油的消泡問題進(jìn)行系統(tǒng)的研究,從而有助于飛機(jī)、內(nèi)燃機(jī)車、艦艇、轎車等工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。后來又對(duì)造紙、印染、發(fā)酵、天然氣脫硫、混凝土等方面的消泡問題進(jìn)行了研究。從60年代末,我國開始研究聚醚型消泡劑,并自70年代開始生產(chǎn)聚醚型消泡劑。聚醚型消泡劑首先被應(yīng)用于抗菌素發(fā)酵行業(yè),之后逐漸被推廣到其他領(lǐng)域；品種也由當(dāng)時(shí)的單一品種甘油聚GP,發(fā)展到現(xiàn)今的GPE、PPE、BAPE等。80年代時(shí),各種各樣的消泡劑大量涌現(xiàn),消泡技術(shù)開始在我國各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用[5]。目前大量使用的消泡劑主要集中在硅油型和聚醚型兩大類。硅油型消泡劑屬低毒、抗氧化、破泡能力較強(qiáng)的消泡劑,且由于硅油本身具有親油性,因此對(duì)油溶性溶液的消泡具有令人滿意的效果。但是它的水溶性較差,使其在水體系中的使用收到了一定的限制；同時(shí)對(duì)微酸性發(fā)酵效果差,對(duì)菌絲發(fā)育又有一定的抑制作用,因此,在發(fā)酵行業(yè)的應(yīng)用也受到了一定的限制；此外,在紡織印染行業(yè),尤其是淺色織物的印染過程中,由于沉淀在織物上的硅斑不易洗凈而又一次受到限制。聚醚消泡劑的優(yōu)點(diǎn)是親水性好,且抑泡能力較強(qiáng),因此在水體系中有較好的消泡效果。但是它又有一個(gè)致命的缺點(diǎn),就是破泡率低,一旦產(chǎn)生了大量的泡沫,聚醚消泡劑并不能一下有效地消除泡沫,而是需要補(bǔ)加一定量的消泡劑才能慢慢解決問題[6]?？紤]到將上述兩種消泡劑能有機(jī)地結(jié)合起來,發(fā)揮兩者的優(yōu)勢,即產(chǎn)生了一種新型高效消泡劑：聚醚改性聚硅氧烷消泡劑〔又稱聚醚改性硅油消泡劑。聚醚改性聚硅氧烷是通過選擇具有較強(qiáng)抑泡能力的聚醚,和疏水性強(qiáng)、破泡迅速的聚硅氧烷為原料進(jìn)行反應(yīng),從而在聚硅氧烷分子中引入聚醚鏈段制得的共聚物〔簡稱硅醚。將合成的硅醚,再與增稠劑、乳化劑等成分有效混合,得到具有表面張力低、消泡迅速、抑泡時(shí)間長,成本低、用量少、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)的聚醚改性聚硅氧烷消泡劑。同時(shí)由于聚醚改性硅油的耐熱性,抗剪切性及耐酸堿鹽性能好,可用于許多苛刻條件下的消泡,比如紡織品高溫染色工藝、發(fā)酵工藝中的消泡,各種油劑、切削液、不凍液、水性油墨等體系中的消泡,也適用于印刷行業(yè)感光樹脂制版后,洗掉未固化樹脂的消泡。目前,此產(chǎn)品在國內(nèi)還處于研制階段,其產(chǎn)品十分欠缺。聚醚改性硅油消泡劑能迅速溶于水中,可單獨(dú)使用,也可與其它助劑配合使用,穩(wěn)定性好,不發(fā)生破乳漂油現(xiàn)象,也無沉淀物產(chǎn)生；同時(shí)對(duì)非水體系也非常有效。聚醚改性硅油消泡劑是有機(jī)硅消泡劑中理想的新品種,具有很好的發(fā)展前景。1.1泡沫及其性能1.1.1泡沫的形成泡沫在輕化工生產(chǎn)中最常見的一種現(xiàn)象。肉眼中可以看出,泡沫是一部分氣體被液體或者固體所包圍而形成的密閉空間。僅有一個(gè)界面的"泡"叫氣泡；由液體薄膜或固體薄膜隔開的具有多個(gè)界面的氣泡聚集體稱為泡沫[7]。一般情況下,在純液體中形成的氣泡,如果相互接觸或從液體中逸出時(shí),就會(huì)立即破裂。若某種液體容易成膜,并且不易破裂,這種液體在攪拌時(shí)就會(huì)形成大量的泡沫。泡沫產(chǎn)生之后體系中的氣．液表面積大為增加,體系的不穩(wěn)定性隨之增加,因此泡沫易于破裂。但是,如果體系中含有表面活性劑,情況就不同了。表面活性劑分子被吸附在氣．液界面上,不但降低了氣．液兩相間的表面張力,同時(shí)會(huì)形成一層具有一定力學(xué)強(qiáng)度的分子膜從而使泡沫不易破滅。1.1.2影響泡沫穩(wěn)定性的因素影響泡沫穩(wěn)定性的因素有液體的表面張力、表面黏度即液膜的強(qiáng)度、表面張力的自我修復(fù)作用、表面電荷、泡沫氣體的擴(kuò)散以及添加的表面活性劑的結(jié)構(gòu)等。具體分析如下：〔1表面張力及其自修復(fù)作用。泡沫形成后體系的氣．液表面積增加,體系能量隨之增加。從能量的角度考慮降低液體的表面張力有利于泡沫的形成,但無法保證泡沫有較好的穩(wěn)定性。只有當(dāng)表面膜有一定的強(qiáng)度,能形成多面體泡沫時(shí),低表面張力才有助于泡沫的穩(wěn)定。但是,許多實(shí)際現(xiàn)象已經(jīng)說明,液體表面張力不是泡沫穩(wěn)定的決定因素。表面張力的另一個(gè)作用,是在泡沫的液膜受到?jīng)_擊而局部變薄時(shí)可使液膜厚度復(fù)原,使液膜強(qiáng)度恢復(fù),這種作用稱為表面張力的自我修復(fù)作用[8]?！?表面黏度。決定泡沫穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,是液膜的強(qiáng)度,而液膜的強(qiáng)度主要取決于表面吸附膜的堅(jiān)固性,通常用表面黏度來衡量。表面黏度越大,液膜表面強(qiáng)度越高,同時(shí)使臨近液膜的排液受阻,延緩了液膜的破裂時(shí)間,增加了泡沫的穩(wěn)定性。

〔3氣體的透過性。泡沫中的氣泡總是大小不均的。小氣泡中比大泡中的壓力高,于是小泡中的氣體會(huì)通過液膜擴(kuò)散到相鄰的大泡中,造成小泡變小甚至消失,大泡變大直至破裂。所以,透過性越好的液膜,其氣體通過它的擴(kuò)散速度就越快,泡沫的穩(wěn)定性也越差。同時(shí),氣體的透過性與表面吸附膜的緊密程度有關(guān)。表面吸附的分子排列越緊密,表面黏度就越高,氣體透過性就越差,泡沫也越不易破裂?！?表面電荷。如果泡沫液膜帶有相同的電荷,該膜的兩個(gè)表面將相互排斥。當(dāng)膜變薄至一定程度時(shí)兩個(gè)表面層的靜電斥力會(huì)阻止液膜的進(jìn)一步變薄。因此,電荷有阻止液膜變薄增加泡沫穩(wěn)定性的作用[9]?！?表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)。研究表明,表面活性劑水溶液的起泡性和穩(wěn)泡性皆隨表面活性劑濃度上升而增強(qiáng),到一定濃度后達(dá)到極限值。表面活性劑親水基的水化能力強(qiáng),就能在親水基周圍形成很厚的水化膜,從而將液膜中流動(dòng)性強(qiáng)的自由水變成流動(dòng)性差的束縛水,同時(shí)也提高了液膜的黏度,不利于重力排液使液膜變薄,從而可以增加液膜的穩(wěn)定性。綜上所述,影響泡沫穩(wěn)定性的各因素中,液膜強(qiáng)度是最重要的。作為起泡劑或穩(wěn)泡劑使用的表明活性劑,其表面吸附分子排列的緊密和牢固程度是最重要的因素,不僅可以使液膜本身具有較高的強(qiáng)度,而且因表面黏度較高而使臨近表面膜的溶液層不易流動(dòng),液膜排液相對(duì)困難。同時(shí),排列緊密的表面分子,還能降低氣體的透過性,從而也可增加泡沫的穩(wěn)定性。1.2消泡劑1.2.1消泡劑物化特性對(duì)于一種理想的消泡劑而言,其物化性能必須滿足適用對(duì)象的要求。使用對(duì)象不同,所用消泡劑的性能也應(yīng)有所變化。一般來說,為了能夠快速,穩(wěn)定地消除泡沫,長時(shí)間抑制泡沫的產(chǎn)生,一種消泡劑的選擇必須考慮多種因素。其中包括以下幾個(gè)方面的因素：具有良好的消泡能力和泡沫控制能力；具有比泡沫介質(zhì)更低的表面張力；不溶于泡沫介質(zhì)；不與泡沫介質(zhì)起反應(yīng),不能被泡沫介質(zhì)分解降解；具有正的擴(kuò)散系數(shù),以便使其擴(kuò)散到氣液界面上；低毒或無毒；貯存穩(wěn)定；成本低：具有低的BOD,COD值[10]。1.2.2消泡劑的成分為了使消泡劑具有良好的消泡、抑泡效力,進(jìn)而提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量,生產(chǎn)安全等,消泡劑中需含有多種成分以便使消泡劑充分發(fā)揮作用。一般一種良好的消泡劑巾的成分及各成分的作用和代表物如下：〔1活性成份作用：破泡、消泡,減小表面張力。代表物：硅油、聚醚類、高級(jí)醇、礦物油、植物油?！?乳化劑作用：使活性成分分散成較小的顆粒,便于分散在水中,更好地起到消泡、抑泡效果。代表物：皂鹽、壬〔辛基酚聚氧乙烯醚、OP系列、斯盤系列、吐溫系列等?！?載體作用：利于消泡成分和起泡體系的結(jié)合,易于分散到起泡體系里,把兩者結(jié)合,降低消泡劑的表面張力,有利于抑泡,而且可以降低成本。代表物：除水以外的溶劑,如芳香烴、脂肪烴、含氧溶劑等?！?乳化助劑作用：使乳化效果更好。代表物：疏水二氧化硅、乙二醇、CMC、聚乙烯醚等[11]。1.2.3消泡劑的分類消泡劑的種類很多,分類方法也有多種消泡劑種類很多,分類方法也很多。按成分可分為：〔1天然油脂天然油脂即豆油、玉米油等,其具有來源容易、價(jià)格低、使用簡單等優(yōu)點(diǎn),但是其貯存不方便、易變質(zhì)并且會(huì)使酸值變高[12]?！?聚醚類

聚醚類消泡劑的種類繁多,主要有以下幾種：

GP型消泡劑,GP型消泡劑以甘油作為起始劑,由環(huán)氧丙烷或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的混合物加成聚合。該種消泡劑親水性差,在發(fā)泡介質(zhì)中溶解度小,抑泡能力比消泡能力強(qiáng)。GPE型消泡劑,GPE型消泡劑是在聚丙二醇鏈節(jié)的末端加成環(huán)氧乙烷,成為鏈端是親水基的聚氧乙烯環(huán)丙烯甘油。按照環(huán)氧乙烷含量為10％,20％……50％分別被稱為GPEl0,GPE20……GPE50。GPE型消泡劑親水性較好,在發(fā)泡介質(zhì)中鋪展快,消泡能力強(qiáng),但溶解度較大,消泡活性維持時(shí)間短。GPES型消泡劑,在GPE型消泡劑鏈端用疏水基硬脂酸酯封頭,形成兩端是疏水鏈的結(jié)構(gòu)。因中間隔有親水鏈的嵌段共聚物,所以這種結(jié)構(gòu)易于以平臥狀聚集在氣液界面而具有強(qiáng)的表面活性和消泡性?！?高碳醇消泡劑

高碳醇消泡劑是強(qiáng)疏水性弱親水性線性分子。在水體系中是一種良好的消泡劑。其中鏈長為C7～C9的消泡劑足最有效的?！?硅類消泡劑

有機(jī)硅消泡劑按形態(tài)可分為硅油、硅油溶液、硅油混合物、硅脂和硅乳液等。最常使用的有機(jī)硅是聚二甲基硅氧烷即二甲基硅油。有機(jī)硅消泡劑與其它消泡劑相比,具有如下特點(diǎn)：表面張力低,聚二甲基硅氧烷的表面張力比水、表面活性劑水溶液及一般油類都要低,因而適合作消泡劑。在普通油劑及水中的溶解度低、活性高。聚硅氧烷具有特殊分子結(jié)構(gòu),作為主鏈的硅氧鍵鏈段是非極性分子,與極性溶劑水和一般油品的親和性都很小。揮發(fā)能力低且化學(xué)惰性強(qiáng)。二甲基硅油的揮發(fā)性極低,表面張力也很低,二者結(jié)合,使消泡劑能在較廣的溫度范圍內(nèi)起消泡作用。與水及多數(shù)有機(jī)物不相溶,對(duì)大多數(shù)氣泡介質(zhì)均能消泡。具有良好的熱穩(wěn)定性。無生理毒性。脫除了低聚物的二甲基硅油,而用高聚合度的二甲基硅油作消泡劑,生理毒性降為零。成本低。用量少。型號(hào)品種繁多,可供多種發(fā)泡體系使用[13]。〔5聚醚改性硅類消泡劑聚醚改性有機(jī)硅消泡劑是將硅油和聚醚兩者的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來的一種新型高效消泡劑。這種消泡劑以具有較強(qiáng)抑泡能力的聚醚和疏水性強(qiáng)、破泡迅速的二甲基硅油為主要成分,并加入能使硅油與聚醚有機(jī)結(jié)合起來的乳化劑、穩(wěn)定劑等成分,具有表面張力低、消泡迅速、抑泡時(shí)間長、成本低、用量少、無毒無害、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)。〔6新型自乳化消泡劑該消泡劑含有特殊改性的聚硅氧烷。具有極好的耐熱性、耐酸堿性及化學(xué)穩(wěn)定性,可在廣泛的溫度范圍內(nèi)用于消去和抑制各種惡劣體系中的泡沫[15]。1.2.4消泡劑的應(yīng)用近年來,消泡劑越來越廣泛地應(yīng)用于紡織,食品,化工,醫(yī)藥,涂料等工業(yè)生產(chǎn)中。其對(duì)工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。下面主要從紡織方面淡其在工業(yè)中的應(yīng)用：隨著紡織品生產(chǎn)能力的急劇增長,新型高效的織物整理技術(shù)也逐步發(fā)展起來,新的整理設(shè)備,使液劑通過織物的循環(huán)速度提高,織物更緊密地纏繞在滾筒上,縮短處理時(shí)間,降低液劑與織物的用量,但是與此同時(shí)會(huì)加劇泡沫現(xiàn)象的出現(xiàn),從而造成產(chǎn)品質(zhì)量的降低。比如,在印染過程中,由于泡沫的存在,會(huì)造成織物的漂浮而使印染不均勻；在液劑的循環(huán)過程中,由于泡沫的存在,泵中出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象而造成泵效率急劇下降,循環(huán)速度降低；染浴中泡沫的存在會(huì)造成已染色的產(chǎn)品再度沾染；除此之外,泡沫易降低裝料系數(shù),嚴(yán)重時(shí)造成溢鍋等[16]。為了保證紡織產(chǎn)品的質(zhì)量,消泡劑是一種必不可少的添加助劑,因而在染料和其他輔助材料加進(jìn)之前,在盡可能低的溫度下加進(jìn)最低有效量的有機(jī)硅消泡劑,并使其分散,可達(dá)到抑泡或消泡效果。有機(jī)硅消泡劑有很好的消泡抑泡能力,但是不能忽略其在染浴中的不穩(wěn)定性,其會(huì)游離出來從而降低了抑泡性。在紡織工業(yè)中使用有機(jī)硅消泡劑也必須注意兩點(diǎn)：一是紡織工業(yè)中預(yù)防泡沫的產(chǎn)生比處理產(chǎn)生的泡沫容易得多；二是最經(jīng)濟(jì)最安全地向紡織染整過程巾加入消泡劑的方式是連續(xù)或半連續(xù)的。1.2.5消泡劑的消泡機(jī)理泡沫是一種有大量氣泡分散在液體連續(xù)相中的分散體系,其分散相為氣體,在氣泡表面吸附著一層定向排列的表面活性劑分子,當(dāng)其達(dá)到一定濃度,就在氣泡壁形成一層薄膜,并使其表面張力下降,從而增加了氣液接觸面,因此形成的氣泡不易合并破裂,而暴露在空氣中的氣泡膜具有雙分子膜結(jié)構(gòu)。消泡劑就是要破壞和抑制氣液間薄膜的形成,因此消泡劑必須在溶液表面易于鋪展,易于進(jìn)入泡沫的雙分子定向膜,破壞膜的力學(xué)平衡而達(dá)到消泡日的[17]。綜上,消泡劑消泡機(jī)理有如下：〔1破壞液膜的彈性而使氣泡破滅泡沫體系中存在具有穩(wěn)泡作用的表面活性劑,如果向體系中添加消泡劑,消泡劑會(huì)擴(kuò)散向氣液界面,降低表面活性劑恢復(fù)膜彈性的能力,使膜破滅?！?促進(jìn)泡沫液膜排液導(dǎo)致氣泡破裂反映泡沫的穩(wěn)定性的一項(xiàng)指標(biāo)是泡沫的排液速度,如果添加一種物質(zhì),能加速泡洙排液,就可以達(dá)到消泡效果。〔3降低泡沫局部的表面張力從而使泡沫破裂將植物油或高級(jí)醇加在泡沫上,當(dāng)其溶入泡沫液,該處表面張力會(huì)顯著降低。因?yàn)檫@物質(zhì)幾乎不溶于水,只有泡沫局部位置降低了表面張力,而泡沫的其他部位表面張力幾乎改變。表面張力降低的部分被強(qiáng)烈地向周圍牽拉,延伸,導(dǎo)致最后破滅?！?增加助泡表面活性劑的溶解性使氣泡破裂有些小分子物質(zhì)與溶液充分混合,可使增溶助泡性表面活性劑、降低有效濃度。有這作用的小分子物質(zhì)如乙醇、丙醇、辛醇等,不僅溶入表面活性劑的吸附層,而且會(huì)減低表層的表面活性劑濃度,從而降低表面活性劑分子間的緊密程度,使泡沫的穩(wěn)定性減弱[18]。〔5電解質(zhì)降解表面活性劑的雙電層使氣泡破裂有些起泡液的穩(wěn)定性是借助泡沫的表面活性劑雙電層產(chǎn)生的,加入少量電解質(zhì)可瓦解表面活性劑雙電層達(dá)到消泡效果?！?疏水性的固體小顆?？墒箽馀萜屏咽杷怨腆w顆粒會(huì)吸引氣泡表面的表面活性劑疏水基,增加疏水顆粒的親水性,使其進(jìn)入水相,從而起消泡作用。1.2.6消泡劑的發(fā)展概況在許多工業(yè)生產(chǎn)中,泡沫是普遍存在的現(xiàn)象和問題,所以消泡劑對(duì)確保工業(yè)生產(chǎn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的重要性逐漸被認(rèn)識(shí)。每一特定的工業(yè)生產(chǎn)都需要不同的消泡劑,這不僅與其在特定體系中的消泡抑泡能力有關(guān),而且與其是否有副作用、對(duì)人與環(huán)境是否有害有關(guān)。消泡方法主要有物理、機(jī)械和化學(xué)三種方法。德國物理實(shí)驗(yàn)學(xué)家Quineke首先提出消泡的化學(xué)方法。20世紀(jì)50年代,美國DowComing公司的CurrieCC較完整地整理了當(dāng)時(shí)關(guān)于消泡劑的文獻(xiàn),并且全面系統(tǒng)地研究了鍋爐、發(fā)酵、造紙等方面的消泡技術(shù)與工藝,同時(shí)另一家美國公司W(wǎng)agndott最先把聚醚消泡劑進(jìn)行投產(chǎn)。我國最先于50年代對(duì)消泡問題進(jìn)行探索研究是在發(fā)酵和造紙工業(yè)方面；60年代初期,著手于傳動(dòng)油和潤滑油的消泡題進(jìn)行系統(tǒng)的研究；60年代末期,開始研究聚醚型消泡劑；70年代開始研制和使用有機(jī)硅消泡劑,并逐漸推廣應(yīng)用領(lǐng)域；80年代,消泡技術(shù)就在我國各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用；近年來消泡技術(shù)已取得了較好的效果。首先是新品種增多,補(bǔ)充了國內(nèi)在這方面的空白；二是復(fù)合消泡劑發(fā)展迅速,國內(nèi)復(fù)合劑己高達(dá)幾十種,能滿足國內(nèi)的基本需求。近來消泡劑的研究主要集中在有機(jī)硅化合物與表面活性劑的復(fù)配、聚醚與有機(jī)硅的復(fù)配、水溶性或油溶性聚醚與含硅聚醚的復(fù)配等復(fù)配型消泡劑上,復(fù)配是消泡劑的發(fā)展趨勢之一。就目前消泡劑而言,聚醚類與有機(jī)硅類消泡劑的性能最為優(yōu)良,人們對(duì)這兩類消泡劑的改性與新品種的開發(fā)研究也比較活躍[19][20]。我國消泡劑雖然經(jīng)過二十多年的研制,開始進(jìn)入發(fā)展期,但是相比已進(jìn)入成熟期的國外消泡劑市場仍然有很大差距。我國應(yīng)該抓住機(jī)遇,利用消泡劑研制與開發(fā),使技術(shù)日趨成熟。我國消泡劑未來的發(fā)展趨勢主要在三方面：首先,．國內(nèi)的研究以聚硅氧烷消泡劑為基礎(chǔ),通過接枝聚合或嵌段聚合合成聚醚硅油消泡劑,經(jīng)過改性,增加消泡劑的水溶性或降低其油溶性,以增強(qiáng)消泡效力；其次,在聚醚硅油消泡劑的基礎(chǔ)上研究復(fù)配消泡劑,使消泡劑口趨專業(yè)化；最后,合成復(fù)配專用型的消泡劑?？傊?消泡劑的研究與開發(fā)是近些年來的科研熱點(diǎn)。其涉及的行業(yè)之廣之多是其它添加劑所不能比擬的。1.3聚醚改性硅油消泡劑普通的聚硅氧烷消泡劑由于疏水性強(qiáng)、表面能較低,溶于其它有機(jī)溶劑的性能較差,不適合應(yīng)用于水溶液體系中?？梢酝ㄟ^對(duì)聚硅氧烷進(jìn)行接枝改性,引入親水性的聚醚嵌段,從而增加了其在水中的分散性、乳化性、穩(wěn)定性及逆溶性。因此,近年來聚醚改性聚硅氧烷在化妝品、紡織后整理劑、紡絲油劑及消泡劑等產(chǎn)品中的應(yīng)用得到日益關(guān)注,尤在消泡劑中具有廣闊的應(yīng)用前景[25]。1.3.1聚醚硅油消泡劑的反應(yīng)原理按聚醚鏈段與聚硅氧烷鏈段之間連接方式的不同,聚醚改性聚硅氧烷可為Si-0-C〔也稱水解型和Si-C〔也稱非水解型。前者疏水性差,易被水解；后者對(duì)水穩(wěn)定。由于Si-C〔也稱非水解型聚醚改性聚硅氧烷的優(yōu)越性,其受到重點(diǎn)研究[26][27]。其反應(yīng)通過硅氫加成法,即由含氫硅油與含鏈烯基的聚醚通過鉑催化加成,制備Si-C側(cè)鏈型的改性聚硅氧烷。1.3.2聚醚硅油消泡劑的消泡機(jī)理聚醚改性聚硅氧烷的消泡力與傳統(tǒng)硅油消泡劑消泡力有很大區(qū)別,其根本原因與兩者的消泡機(jī)理有關(guān)。對(duì)于傳統(tǒng)的硅油消泡劑,消泡劑固體顆粒是進(jìn)入氣泡之間空隙PB〔Plateauborders,而無法直接進(jìn)入氣泡的液膜,其消泡過程符合"PB區(qū)排濕"機(jī)理。當(dāng)消泡劑小顆粒進(jìn)入泡沫PB區(qū)空隙時(shí),隨著增大氣體接觸面,泡沫縮水,PB區(qū)的曲率半徑逐漸變小,從而增大PB區(qū)的毛細(xì)管壓力；當(dāng)壓力達(dá)到某一臨界值時(shí),鋪展于液膜的消泡劑顆粒使液膜變薄甚至斷開,最終導(dǎo)致泡沫破滅。整個(gè)過程持續(xù)時(shí)問非常長,由于消泡過程緩慢,故將其稱為慢消泡劑。而對(duì)于聚醚改性硅油消泡劑,消泡劑可以直接進(jìn)入泡沫液膜,在其表面形成一個(gè)雙凹的油膜[28][29]。由于消泡劑的表面張力遠(yuǎn)小于泡沫液膜的表面張力,所以可以在液膜問擴(kuò)散、滲透,當(dāng)消泡劑滲入的厚度等于泡膜厚度時(shí),原有液膜就會(huì)被取代,形成兩層水膜夾一層油膜的"XX治’’結(jié)構(gòu)。由于受兩側(cè)高表面張力水層的拉力,油層不斷變薄變細(xì),油膜維持力失衡并導(dǎo)致泡沫破滅。消泡過程中形成的油層及其被拉伸的現(xiàn)象符合"架橋．拉伸"機(jī)理。由于消泡劑顆粒不溶于水溶液,可以從破裂的泡沫中釋放,迅速鋪展于另一泡沫的液膜,繼續(xù)進(jìn)行以上消泡步驟,最終所有泡沫都會(huì)破滅。整個(gè)消泡過程僅持續(xù)數(shù)秒,非常迅速,故將其稱為快消泡劑[30]。1.3.3復(fù)合型消泡劑將幾種不同類型的消泡劑進(jìn)行合理的復(fù)配,通過發(fā)揮各組分的協(xié)同作用,降低其生產(chǎn)成本,甚至可以得到單一組分無以比擬的消泡性能。在針織行業(yè)中,最常用的是有機(jī)硅型消泡劑與聚醚型消泡劑的復(fù)合,得到聚醚．硅油復(fù)配消泡劑。它是選擇具有較強(qiáng)抑泡能力的聚醚和疏水性強(qiáng)、破泡迅速的二甲基硅油為主要成分,加上能使硅油與聚醚有機(jī)結(jié)合起來的乳化劑、穩(wěn)定劑等成分形成的復(fù)合型消泡劑[31]。隨著新的高活性消泡組分的不斷發(fā)現(xiàn),復(fù)配組分協(xié)同效應(yīng)研究的不斷深入,那些組分結(jié)構(gòu)單一、經(jīng)濟(jì)效益較差的低檔消泡劑逐漸被多功能、高效率的復(fù)配型消泡劑所取代。1.4本課題研究的主要目的和意義在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中〔如石油工業(yè)、油脂工業(yè)、橡膠工業(yè)、涂料工業(yè)、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、金屬加工和食品加工等若有大量的泡沫存在,不僅生產(chǎn)操作不便,浪費(fèi)設(shè)備容量,而且會(huì)影響制成品的質(zhì)量,甚至造成次品或廢品,故在生產(chǎn)過程中如何有效地控制泡沫,長期以來為研究者所重視。一般消除泡沫可通過靜置、減壓和加溫等辦法達(dá)到目的。但在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來越大,生產(chǎn)效率要求越來越高的條件下,需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)迅速而有效地消除不斷產(chǎn)生的泡沫,就需要用新的、更有效的方法。本實(shí)驗(yàn)的主要目的是對(duì)聚醚行改性有機(jī)硅消泡劑進(jìn)行復(fù)配并找到最合適的處方,使之少量高效。并且與其他未復(fù)配消泡劑進(jìn)行性能對(duì)比。在輕化工生產(chǎn)中,由于對(duì)織物進(jìn)行多項(xiàng)整理,比如前處理中的退漿、漂白和印染中多次水洗及上染過程會(huì)產(chǎn)生很多泡沫。這些泡沫會(huì)帶來很多麻煩,使生產(chǎn)不能順利進(jìn)行,影響生產(chǎn)效率,使織物印染質(zhì)量下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使生產(chǎn)不能繼續(xù)進(jìn)行,或者會(huì)產(chǎn)生更大的危害。由此可見,對(duì)泡沫的消除和抑制對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)具有極大的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)意義[32]。自從提出用化學(xué)試劑的方法來消泡,到目前為止先后出現(xiàn)了四代消泡劑,分別是低級(jí)有機(jī)物消泡劑、聚醚類消泡劑、有機(jī)硅類消泡劑和聚醚改性聚硅氧烷類消泡劑。目前大量使用的消泡劑為有機(jī)硅類和聚醚改性兩大類。總之消泡劑必須要滿足兩個(gè)基本特征：不溶或微溶于起泡介質(zhì)；表面張力比起泡介質(zhì)低。除此之外還要求消泡劑具備消泡速度快,抑制時(shí)間長,用量少且不會(huì)有副作用等特性。消泡劑的復(fù)配就是將兩種或者兩種以上不同類型的消泡劑進(jìn)行合理的配合。由于各組分之間的性能不同,對(duì)消泡的側(cè)重點(diǎn)的不同,通過復(fù)配是個(gè)消泡劑不同組分進(jìn)行協(xié)同作用。這樣不僅可以充分利用不同組分之間的作用,提高消泡效率,并且降低生產(chǎn)成本及減少消泡劑的用量。還有可能得到單一組分無法比擬的消泡效果[34]。目前最常用的是用有機(jī)硅類消泡劑和聚醚型消泡劑進(jìn)行復(fù)配,得到聚醚改性消泡劑。還有其他類型的復(fù)配消泡劑,實(shí)驗(yàn)中大多通過對(duì)用不同消泡劑和不同的配比值進(jìn)行復(fù)配。再通過對(duì)已復(fù)配消泡劑進(jìn)行穩(wěn)定性、消泡性能、抑泡性能、消耗量等測定,得出效果最好的消泡配比。本實(shí)驗(yàn)是對(duì)三種不同的消泡劑進(jìn)行兩兩復(fù)配,分別為ESD-C〔有機(jī)硅類、Z-25AS〔聚醚類、TL-56-1〔有機(jī)硅類。并且用聚醚改性硅油消泡劑702進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比。從而得出消泡和抑泡性能最好的復(fù)配消泡劑。2實(shí)驗(yàn)2.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑2.1.1實(shí)驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)所用主要試劑見表2-1表2-1實(shí)驗(yàn)所用試劑試劑規(guī)格生產(chǎn)公司十二烷基苯磺酸鈉分析純天津市博迪化工有限公司702乳化液ESD-C乳化液TL-56-1乳化液Z-25AS乳化液2.1.2實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)所用主要儀器見表2-2表2-2實(shí)驗(yàn)所用儀器和設(shè)備儀器名稱生產(chǎn)廠家電子天平余姚市金諾天平儀器有限公司GS12-2電子恒速攪拌器上海機(jī)械廠HSY2-SP電熱恒溫水浴鍋北京市永光明醫(yī)療儀器廠ZB101-Ⅲ型電熱鼓風(fēng)烘箱XX金海山科技開發(fā)有限公司TDL-60B低速臺(tái)式離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠2.2實(shí)驗(yàn)部分2.2.1十二烷基苯磺酸鈉溶液〔LAS配制及起泡性測定試驗(yàn)中采用十二烷基苯磺酸鈉作為起泡劑,它作為典型的陰離子表面活性劑作為發(fā)泡劑。十二烷基苯磺酸鈉,也叫做四聚丙烯基苯磺酸鈉,白色或淡黃色粉狀或片狀固體。溶于水而成半透明溶液,主要用于陰離子型表面活性劑。用質(zhì)量濃度為0.1%和0.5%兩種十二烷基苯磺酸鈉溶液進(jìn)行攪拌,作為起泡液。在恒溫25℃下配制200mL十二烷基苯磺酸鈉〔LAS2.2.2消泡劑固含量的測定由于消泡劑都是已經(jīng)乳化的成品,直接從公司購買,所以并不知道具體含量。所以一般需要測得乳液的固含量,才能了解乳液中有效成分的具體含量,從而才能進(jìn)行下一步試驗(yàn)。固含量顧名思義是乳液或涂料在規(guī)定條件下烘干后剩余部分占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。對(duì)以下四中消泡劑702、ESD-C、Z-25AS、TL-56-1進(jìn)行固含量的測定,分別稱量一定量的消泡劑于培養(yǎng)皿中,記錄各自的質(zhì)量。在100℃的烘箱中持續(xù)烘干3小時(shí),然后取出,等其冷卻為常溫狀態(tài),然后分別測得其質(zhì)量,并計(jì)算含固量。2.2.3單一消泡劑的消泡、抑泡性能測試在本次試驗(yàn)中聚醚型改性硅油消泡劑702為對(duì)比消泡劑,使之與復(fù)配后的消泡劑進(jìn)行對(duì)比。所以在進(jìn)入試驗(yàn)前首先要先測得702消泡劑的消泡、抑泡性能?？梢耘c復(fù)配的消泡劑進(jìn)行對(duì)比,使試驗(yàn)更有說服力。試驗(yàn)步驟：首先根據(jù)已經(jīng)測好的含固量,計(jì)算所需要消泡劑的質(zhì)量,分別配制濃度為萬分之一、萬分之五的溶液。所需的消泡劑質(zhì)量分別為0.02g〔100mL溶液、0.11g〔100mL溶液。第二步配制十二烷基苯磺酸鈉LAS〔0.1%溶液,在25℃第三部用滴定管量取5mL配制好的系哦啊跑機(jī)溶液倒入量筒中,同時(shí)打開秒表,開始計(jì)時(shí)。并且重復(fù)三次,取平均時(shí)間。2.2.4消泡劑復(fù)配及消泡抑泡性能測定本實(shí)驗(yàn)探討消泡劑之間不同配比對(duì)消泡、抑泡性能的影響,所以分為三組實(shí)驗(yàn),分別是ESD-C與Z-25AS進(jìn)行復(fù)配、ESD-C與TL-56-1進(jìn)行復(fù)配、Z-25AS與TL-56-1進(jìn)行復(fù)配。且在每一組中又分為三個(gè)小組,他們之間的配比關(guān)系為A〔50%和B〔50%、A〔25%和B〔75%、A〔75%和B〔25%。首先在小組內(nèi)進(jìn)行復(fù)配后的穩(wěn)定性測試、消泡和抑泡性能的測試,從中選出性能最好的一組與另外兩組中最好的配比進(jìn)行比較,從而得到消泡性能最好的一組。實(shí)驗(yàn)操作步驟為：按照已經(jīng)測出的固含量,根據(jù)他們之間的配比關(guān)系為A〔50%和B〔50%、A〔25%和B〔75%、A〔75%和B〔25%。分別計(jì)算出復(fù)配5g消泡劑所需要的具體數(shù)值,進(jìn)行復(fù)配,用玻璃棒充分?jǐn)嚢?使之混合均勻,以免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不良影響。分別測量三組已復(fù)配好的消泡劑的離心穩(wěn)定性,在告訴離心機(jī)中以3000r∕min轉(zhuǎn)速離心30min,觀察乳液是否分層。熱穩(wěn)定的測試取消泡劑樣品2g,放入小試管中,用橡皮塞塞好,置于100℃水浴中加熱。取出冷卻至室溫,觀察其是否穩(wěn)定。配制十二烷基苯磺酸鈉溶液LAS〔0.1%,計(jì)算配制200mL溶液所需要的十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量,在25℃恒溫下倒入燒杯中,用攪拌器均勻攪拌30s后,迅速倒入250mL量筒中。測量量筒中泡沫的高度。加入消泡劑,用滴定管準(zhǔn)確量取5mL消泡劑溶液〔0.05%,滴入的同時(shí)開始計(jì)時(shí)。重復(fù)三次,求平均時(shí)間和高度。對(duì)其他兩組消泡劑進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn),并得出最好的一組,使之分別進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)束,由于硅油會(huì)附著在設(shè)備上,應(yīng)該及時(shí)清洗設(shè)備。處理廢液。穩(wěn)定性測試〔1離心穩(wěn)定性測試復(fù)配后的消泡劑為乳白色液體,在溶液中為透明但稍顯渾濁。在高速離心機(jī)中,以3000r∕min攪拌30min,觀察是否分層?！?熱穩(wěn)定性測試復(fù)配后的消泡劑為乳白色液體,在溶液中為透明但稍顯渾濁。熱穩(wěn)定的測試取消泡劑樣品2g,放入小試管中,用橡皮塞塞好,置于100℃水浴中加熱。取出冷卻至室溫,觀察是否分層。3結(jié)果與分析3.1十二烷基苯磺酸鈉溶液〔LAS起泡性圖3-1、3-2分別為不同濃度的十二烷基苯磺酸鈉溶液的起泡性。圖3-1十二烷基苯磺酸鈉溶液〔0.1%泡沫高度隨時(shí)間變化圖在實(shí)驗(yàn)中可以觀察到泡沫起泡高度為5cm左右。由圖可以看出,在不添加消泡劑的情況下,泡沫高度下降非常緩慢,消泡時(shí)間很長且長時(shí)間泡沫不會(huì)完全消除。在60分鐘內(nèi)泡沫高度趨于穩(wěn)定,大約在3.8cm左右。圖3-2十二烷基苯磺酸鈉溶液〔0.5%泡沫高度隨時(shí)間變化圖由圖可以看出,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)泡沫起泡高度比較高,在8cm左右。由圖可以看出,在不添加消泡劑的情況下,泡沫高度下降非常緩慢,消泡時(shí)間很長且長時(shí)間泡沫不會(huì)完全消除。在60分鐘內(nèi)泡沫高度趨于穩(wěn)定,大約在4cm左右。但在LAS0.5%的溶液中起泡高度比較高,在60分鐘內(nèi)高度差比較大,相對(duì)于LAS0.1%的溶液起泡性能有些不穩(wěn)定,上下起伏比較大。所以在本實(shí)驗(yàn)中選用十二烷基苯磺酸鈉溶液LAS〔0.1%作為實(shí)驗(yàn)用發(fā)泡液。3.2消泡劑固含量的測定在100℃烘箱中持續(xù)烘干三小時(shí),然后取出,等其冷卻為常溫狀態(tài),然后分別測其質(zhì)量,并計(jì)算固含量。四種消泡劑含固量如表3-1表3-1四種消泡劑的含固量測定培養(yǎng)皿質(zhì)量〔g總質(zhì)量〔g剩余質(zhì)量〔g損失質(zhì)量〔g含固量〔%70234.2038.0036.061.9448.95ESD-C39.4143.1040.112.9918.97Z-25AS41.3545.1542.292.8624.74TL-56-139.4144.7144.7143.8683.97在100℃的烘箱中持續(xù)烘干3小時(shí),然后取出,等其冷卻為常溫狀態(tài),然后分別測得其質(zhì)量,并計(jì)算含固量。由實(shí)驗(yàn)可以得到702含固量48.95%,ESD-C含固量18.97%,Z-25AS含固量24.74%,Z-25AS含固量83.97%。3.3單一消泡劑的消泡、抑泡性能測試表3-2、3-3、3-4、3-5分別為四種消泡劑對(duì)十二烷基苯磺酸鈉〔LAS溶液的消泡、抑泡性的測試結(jié)果。表3-2702消泡劑的消泡、抑泡性能測試起泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間〔min溶液1〔0.01%3.6173.615溶液2〔0.05%3.4103.513由表3-2中可以看出,消泡劑溶液濃度在萬分之五時(shí)消泡效果比較好,且消泡和抑泡效果都明顯優(yōu)于濃度在萬分之一時(shí)。本實(shí)驗(yàn)選用消泡劑濃度為萬分之一、萬分之五的溶液,進(jìn)行對(duì)比,使實(shí)驗(yàn)更有說服力。ESD-C消泡劑的消泡和抑泡性表3-3ESD-C的消泡、抑泡性能測試起泡高度消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間〔min溶液1〔0.01%3.4223.422溶液2〔0.05%3.2183.315TL-56-1消泡劑的消泡、抑泡性表3-4TL-56-1的消泡、抑泡性能起泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間〔min溶液1〔0.01%3.3213.220溶液2〔0.02%3.5173.117Z-25AS消泡劑的消泡、抑泡性表3-5Z-25AS消泡、抑泡性能起泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間〔min溶液1〔0.01%3.6233.025溶液2〔0.02%3.5163.119由以上三表可以看出三種單一的消泡劑消泡、抑泡時(shí)間都比較長。而且都比702消泡劑的消泡、抑泡性差。3.4消泡劑的復(fù)配3.4.1ESD-C與TL-56-1復(fù)配結(jié)果對(duì)ESD-C和TL-56-1進(jìn)行三組不同配比的復(fù)配,結(jié)果如表3-6、3-7、3-8。表3-6配比為ESD-C〔50%和TL-56-1〔50%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%3.0144.012min溶液2〔0.05%4.083.315s表3-7配比為ESD-C〔25%和TL-56-1〔75%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%3.2144.015min溶液2〔0.05%3.162.512s表3-8配比為ESD-C〔25%和TL-56-1〔75%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%3.0102.690s溶液2〔0.05%3.883.09s由表3-6、3-7、3-8可以看出,ESD-C和TL-56-1進(jìn)行三組不同配比的復(fù)配后消泡和抑泡性的測試,可以知道三種復(fù)配效果都不是很好,有的消泡時(shí)間長,有的抑泡時(shí)間過長。其中第三組ESD-C〔25%和TL-56-1〔75%復(fù)配效果最好,在LAS〔0.01%下消泡時(shí)間為10s,抑泡時(shí)間為90s。在LAS〔0.05%下消泡時(shí)間為8s,抑泡時(shí)間為9s。3.4.2Z-25AS與TL-56-1復(fù)配結(jié)果對(duì)Z-25AS和TL-56-1進(jìn)行三組不同配比的復(fù)配,結(jié)果如表3-9、3-10、3-11。表3-9配比為Z-25AS〔50%和TL-56-1〔50%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%3.0153.580s溶液2〔0.05%2.653.09s表3-10配比為Z-25AS〔25%和TL-56-1〔75%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%2.273.011s溶液2〔0.05%2.943.09s表3-11配比為Z-25AS〔75%和TL-56-1〔25%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%3.483.522s溶液2〔0.05%3.354.012s由表3-9、3-10、3-11可以看出,Z-25AS和TL-56-1進(jìn)行三組不同配比的復(fù)配后消泡和抑泡性的測試,可以知道三種復(fù)配效果都較好。其中第二組ESD-C〔25%和TL-56-1〔75%復(fù)配效果最好,在LAS〔0.01%下消泡時(shí)間為7s,抑泡時(shí)間110s。在LAS〔0.05%下消泡時(shí)間為4s,抑泡時(shí)間為9s。3.4.3Z-25AS與ESD-C復(fù)配結(jié)果對(duì)Z-25AS和ESD-C進(jìn)行三組不同配比的復(fù)配,結(jié)果如表3-12、3-13、3-14。表3-12配比為Z-25AS〔50%和ESD-C〔50%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%3.2122.910min溶液2〔0.05%2.893.015s表3-13配比為Z-25AS〔25%和ESD-C〔75%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%3.0103.680s溶液2〔0.05%2.863.415s表3-14配比為Z-25AS〔75%和ESD-C〔25%實(shí)驗(yàn)結(jié)果消泡高度〔cm消泡時(shí)間〔s抑泡高度〔cm抑泡時(shí)間溶液1〔0.01%2.9153.515s溶液2〔0.05%3.0103.415min由表3-12、3-13、3-14可以看出,ESD-C和Z-25AS進(jìn)行三組不同配比的復(fù)配后消泡和抑泡性的測試,可以知道三種復(fù)配效果都不是很好,有的消泡時(shí)間長,有的抑泡時(shí)間過長。其中第二組ESD-C〔25%和TL-56-1〔75%復(fù)配效果最好,在LAS〔0.01%下消泡時(shí)間為10s,抑泡時(shí)間為80s。在LAS〔0.05%下消泡時(shí)間為6s,抑泡時(shí)間為15s。由以上可知,硅油型消泡劑屬低毒、抗氧化、破泡能力較強(qiáng)的消泡劑,且由于硅油本身具有親油性,因此對(duì)油溶性溶液的消泡具有令人滿意的效果。但是它的水溶性較差,使其在水體系中的使用收到了一定的限制；,在紡織印染行業(yè),尤其是淺色織物的印染過程中,由于沉淀在織物上的硅斑不易洗凈而又一次受到限制。聚醚消泡劑的優(yōu)點(diǎn)是親水性好,且抑泡能力較強(qiáng),因此在水體系中有較好的消泡效果。但是它又有一個(gè)致命的缺點(diǎn),就是破泡率低,一旦產(chǎn)生了大量的泡沫,聚醚消泡劑并不能一下有效地消除泡沫,而是需要補(bǔ)加一定量的消泡劑才能慢慢解決問題?？紤]到將上述兩種消泡劑能有機(jī)地結(jié)合起來,發(fā)揮兩者的優(yōu)勢,即產(chǎn)生了一種新型高效消泡劑：聚醚改性聚硅氧烷消泡劑〔又稱聚醚改性硅油消泡劑。聚醚改性聚硅氧烷是通過選擇具有較強(qiáng)抑泡能力的聚醚,和疏水性強(qiáng)、破泡迅速的聚硅氧烷為原料進(jìn)行反應(yīng),從而在聚硅氧烷分子中引入聚醚鏈段制得的共聚物〔簡稱硅醚。將合成的硅醚,再與增稠劑、乳化劑等成分有效混合,得到具有表面張力低、消泡迅速、抑泡時(shí)間長,成本低、用量少、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)的聚醚改性聚硅氧烷消泡劑。同時(shí)由于聚醚改性硅油的耐熱性,抗剪切性及耐酸堿鹽性能好,可用于許多苛刻條件下的消泡。3.5穩(wěn)定性的測試3.5.1離心穩(wěn)定性復(fù)配后的消泡劑為乳白色液體,在溶液中為透明但稍顯渾濁。在高速離心機(jī)中,以3000r∕min攪拌30min,其中配比為Z-25AS〔25%和TL-56-1〔75%無漂油分層現(xiàn)象,離心穩(wěn)定性做好產(chǎn)品極易稀釋,將消泡劑加水?dāng)嚢柘♂尦?0％、20％、30％的溶液,在〔70±5℃的條件下存放48h,無沉淀無漂油。配比為Z-25AS〔75%和ESD-C〔25%的消泡劑有分層現(xiàn)象。其他復(fù)配消泡劑離心穩(wěn)定性良好,無明顯分層現(xiàn)象。3.5.2熱穩(wěn)定性復(fù)配后的消泡劑為乳白色液體,在溶液中為透明但稍顯渾濁。熱穩(wěn)定的測試取消泡劑樣品2g,放入小試管中,用橡皮塞塞好,置于100℃水浴中加熱。取出冷卻至室溫,配比為Z-25AS〔25%和TL-56-1〔75%、配比為Z-25AS〔75%和TL-56-1〔25%熱穩(wěn)定性最好,無分層漂油現(xiàn)象。配比為ESD-C〔50%和TL-56-1〔50%和配比為Z-25AS〔50%和ESD-C〔50%熱穩(wěn)定性差,明顯分層。4結(jié)論綜上所述本實(shí)驗(yàn)通過研究消泡劑之間的復(fù)配,用來提高其穩(wěn)定性和消泡抑泡性能。其中配比為Z-25AS〔25%和TL-56-1〔75%的復(fù)配消泡劑〔0.05%為最佳。在最大限度上減少消泡時(shí)間,時(shí)間為4s,抑泡時(shí)間為9s。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)幾種消泡劑進(jìn)行簡單復(fù)配和對(duì)消泡劑的一些性能進(jìn)行研究,從而得出最好的使用配比。消泡劑在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)廣泛使用,所以消泡劑的復(fù)配就顯得尤為重要。在未來幾十年內(nèi)對(duì)消泡劑的研究會(huì)越來越深入,通過大家的不懈努力,一定會(huì)使消泡劑顯得更為少量而高效。是消泡劑在生產(chǎn)中,尤其是在輕化工生產(chǎn)中大大提高生產(chǎn)效率,減少設(shè)備和原材料的損耗。但由于時(shí)間關(guān)系,本實(shí)驗(yàn)只對(duì)消泡劑進(jìn)行了簡單的復(fù)配和性能研究,其中一定會(huì)有許多不足和缺點(diǎn)。還有在儀器的使用和數(shù)據(jù)的精確計(jì)量上也存在一定的問題。還望老師和同學(xué)給予一定的指正和批評(píng)。望后續(xù)工作者對(duì)本實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行深入研究。提出以下問題和建議僅供參考。復(fù)配的聚醚改性硅油會(huì)出現(xiàn)菌斑,說明在溫度稍微較高的情況下,消泡劑會(huì)發(fā)霉變質(zhì),應(yīng)該在不影響生產(chǎn)消泡的情況下添加一定量的防腐劑。但由于專業(yè)方向和時(shí)間關(guān)系,無法做出相應(yīng)的解決方法。硅油放置時(shí)間稍長一點(diǎn),就會(huì)附著在玻璃壁上,很難清洗,而且如果不清洗干凈會(huì)對(duì)后續(xù)試驗(yàn)產(chǎn)生影響,從而影響試驗(yàn)結(jié)果。硅油還有粘著在設(shè)備上對(duì)織物產(chǎn)生損耗,是生產(chǎn)質(zhì)量下降。所以必須找出一種較好的試劑能快速干凈的清楚硅斑。致謝在本課題實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中,首先要感謝我的指導(dǎo)老師張賓老師、郭澤浩老師和王泉師兄。感謝老師