表面活性劑對(duì)起泡的影響和作用

1、表面活性劑對(duì)起泡的影響和作用 夏善慧 應(yīng)用化學(xué)0801 2008010744摘要： 泡沫是氣體分散在液體中的分散體系,其中氣體是分散相,液體是分散介質(zhì)。泡沫屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,泡沫的不穩(wěn)定性在于體系具有較大的界面面積和較高的表 面能,所以體系具有減少界面面積使其能量降到最低的自發(fā)趨勢。純液體是不能形成氣泡的,除非有表面活性物質(zhì)存在。能夠起泡的表面活性物質(zhì)主要有三類:表面 活性劑、高分子聚合物和固體顆粒，本文就表面活性劑來進(jìn)行研究。關(guān)鍵詞：泡沫，起泡性，穩(wěn)定性，表面活性劑 引言：由液體薄膜或固體薄膜隔離開的氣泡聚集體稱 為泡沫。啤酒、香檳、肥皂水、皂角或水溶液等在攪拌下形成的泡沫稱為液體泡沫；

2、面包、蛋糕、山藥汁等彈性大的物質(zhì)，以及餅干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻 璃等為固體泡沫。在液體泡沫中，液體和氣體的界面起著重要作用。由液體和氣體形成的泡沫稱為兩相泡沫，當(dāng)其中有固體粉末時(shí)，例如在選礦時(shí)形成的泡沫稱為多 相泡沫。因此，起泡現(xiàn)象與化學(xué)工業(yè)的各種過程及日常生活密切相關(guān)。根據(jù)吉布斯吸附公式，在形成泡沫過程中，溶液中的表面活性劑吸附在氣-液界面上。在液體 泡沫中，液體和氣體的界面起著重要作用。在液體泡沫中各氣泡相交外形成所謂拉普拉斯交界，如圖一的P點(diǎn)處。根據(jù)拉普拉斯公式(Ap=2rR)，溶液中P 點(diǎn)的壓力小于A點(diǎn)，故液體自發(fā)地從A向P處流動(dòng)，于是液膜逐漸變薄，此過程稱為泡沫排液過程，當(dāng)液

3、膜變薄到一定程度，便導(dǎo)致液膜破裂，泡沫破壞。圖一 泡沫交界1表面活性劑的起泡力和泡沫穩(wěn)定性1.1起泡力。若將丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液 分別置于試管并加以搖動(dòng)，發(fā)現(xiàn)前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。因此不能簡單地講哪種溶液起 泡力好，因?yàn)槠鹋莺团菽€(wěn)定兩者的標(biāo)準(zhǔn)是不同的。由丁醇水溶液形成的穩(wěn)定性小的泡沫，稱為不穩(wěn)定泡沫；由皂角苷水溶液形成的壽命長的泡沫，稱為穩(wěn)定泡沫。 起泡力的大小是以在一定條件下，搖動(dòng)或攪拌時(shí)產(chǎn)生的泡沫多少來評(píng)定的。一些陰離子表面活性劑，如脂肪酸鈉、烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸鈉等均具有良好的起泡能 力，它們都是良好的起泡劑(

4、發(fā)泡劑)。表1列出了一些表面活性劑的起泡力。 表1.一些表面活性劑的起泡力(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為01，30)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為025。溫度為35質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5。由表可見，陰離子表面活性劑起泡力最大，聚氧乙烯 醚型非離子表面活性劑次之，脂肪酸酯型非離子表面活性劑起泡力最小。因此，肥皂、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等陰離子表面活性劑適宜用作起泡劑。表 面活性劑的類型是決定起泡力的主要因素，而環(huán)境條件也很重要。例如，溫度、水的硬度、溶液的pH值和添加劑等對(duì)起泡力都有很大的影響。溫度對(duì)非離子表面活 性劑起泡力的影響不同于陰離子表面活性劑。例如，對(duì)聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑來說，溫度低于濁點(diǎn)時(shí)起泡力大，達(dá)到濁點(diǎn)時(shí)

5、發(fā)生轉(zhuǎn)折，高于濁點(diǎn)起泡力急劇 下降。陰離子表面活性劑對(duì)溫度敏感性不大，相反，有的隨溫度升高起泡力增大。 1.2泡沫穩(wěn)定性 泡沫穩(wěn)定性是指生成的泡沫存在時(shí)間的長短，即泡沫的持久性或存在的壽命，也可以理解為泡沫破滅的難易程度。下面根據(jù)起泡力和泡沫穩(wěn)定性的涵義來討論泡沫穩(wěn)定的機(jī)理。首先考慮不穩(wěn)定泡沫。圖二為在丁醇水溶液中以一定速率通入空氣，所形成的泡沫高度h 圖二.丁醇水溶液泡沫與溶液濃度C的關(guān)系曲線。從圖中可看出，當(dāng)丁醇的濃度為零或飽和時(shí)，起泡不 良，而在兩者之間的區(qū)域內(nèi)起泡良好，但泡沫極不穩(wěn)定。這表明，泡沫是熱力學(xué)上不穩(wěn)定體系，之所以不穩(wěn)定是由于泡沫生成后體系的總表面積增大，能量增高，它 自發(fā)地

6、向能量降低、總表面積減小的方向進(jìn)行，即發(fā)生泡沫破滅。泡沫的破滅主要是由于氣體通過膜進(jìn)行擴(kuò)散、液膜中的液體受重力作用及膜中各點(diǎn)的壓力不同而導(dǎo) 致流動(dòng)(排液)引起的。在形成的泡沫中，氣泡的大小通常是不均勻的，根據(jù)拉普拉斯關(guān)系式，小氣泡中的壓力大于大氣泡中的壓力，故小氣泡中的氣體有自動(dòng)擴(kuò)散 至大氣泡的傾向，于是小氣泡逐漸變小，而大氣泡逐漸變大，最終泡沫消失。由于重力的作用，液膜中的液體自動(dòng)地向下流動(dòng)。在液膜排液過程中流下的液體分子較 容器底部的液體分子有較大的自由能，自發(fā)過程是向自由能減小的方向進(jìn)行，所以氣泡不斷地排液使膜壁變薄而破裂，從而導(dǎo)致泡沫消失。2表面活性劑對(duì)泡沫穩(wěn)定的影響和作用。2.1表面

7、黏度實(shí)驗(yàn)和理論表明，決定泡沫穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素是液膜的強(qiáng)度，而表面膜上表面活性劑分子的存在，使表面黏度增高，阻礙膜上液體流動(dòng)排出，從而使泡沫穩(wěn)定。使表面黏度增高的物質(zhì)很多。表2列出了三種表面活性劑水溶液的表面黏度與泡沫穩(wěn)定性的關(guān)系。表2.一些表面活性劑水溶液的表面黏度與泡沫穩(wěn)定性的關(guān)系從表中數(shù)據(jù)可看出，表面活性劑水溶液的表面黏度越 大，由其生成的泡沫的壽命也越長。表中所列十二烷基硫酸鈉為含相當(dāng)量十二醇的非純品。若將十二烷基硫酸鈉用石油醚或乙醚進(jìn)行提純處理后再做起泡實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn) 溶液的表面黏度顯著降低，與此相應(yīng)，泡沫的壽命大大縮短。若在純十二烷基硫酸鈉溶液中分別加入不同量十二醇做同樣的起泡實(shí)驗(yàn)，含不

8、同量十二醇的十二烷基硫 酸鈉溶液的表面黏度各不相同，所生成的泡沫的壽命增長情況也不同，隨表面黏度增高，泡沫穩(wěn)定性增大(見表3)。表3.十二醇對(duì)十二烷基硫酸鈉水溶液的表面黏度與泡沫穩(wěn)定性的關(guān)系通過增大液膜吸附表面活性劑分子，使液膜強(qiáng)度增高，泡沫的穩(wěn)定性增大。例如， 在十二烷基硫酸鈉水溶液中加入少量十二醇或月桂酰異丙醇胺后，泡沫的液膜上構(gòu)成密度較大的混合吸附分子膜，混合膜中分子間的作用較強(qiáng)。這是因?yàn)樵诩尤胧?醇或月桂酰異丙醇胺之前，表面上吸附的表面活性劑分子的直鏈烷基由于極性基帶有負(fù)電荷而產(chǎn)生排斥不能靠近；加入之后，由于十二烷的插入，表面上烷基的總數(shù) 增多，密度增大；一般疏水基中支鏈較多的表面活

9、性劑，其分子間的作用力較直鏈?zhǔn)杷砻婊钚詣┓肿尤?，故泡沫穩(wěn)定性差。例如，不飽和烯烴經(jīng)硫酸化后制得的 烷基硫酸鹽帶有兩條烷鏈，其水溶液生成的泡沫遠(yuǎn)不及正烷基硫酸鹽生成的泡沫穩(wěn)定。陰離子和陽離子復(fù)配型表面活性劑復(fù)配使用時(shí)，正、負(fù)離子間的作用很強(qiáng)，表 面強(qiáng)度變得很大，由這種復(fù)配表面活性劑水溶液生成的泡沫，其穩(wěn)定性極高。下面以一實(shí)例來說明：分別由濃度為00075molL的辛基硫酸鈉和辛基三甲基溴化銨溶液生成的氣泡，在25下它們的壽命相應(yīng)為19s和18s；而濃度分別為00075molL的辛基硫酸鈉和辛基三甲基溴化銨溶液按l：1比例混合形成的混合表面活性劑溶液所生成的氣泡，在25下長達(dá)26 1OOs尚未

10、破裂，盡管此時(shí)氣泡中的氣體已全部擴(kuò)散到泡外，氣泡仍未消失。由此可見，陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑在表面膜上相互作用非常強(qiáng)烈，氣泡極為穩(wěn)定。2.2適當(dāng)濃度的表面活性劑能使泡沫具有抗沖擊 性，保證泡沫的穩(wěn)定性。當(dāng)泡沫的局部液膜受到?jīng)_擊時(shí)會(huì)變薄，同時(shí)液膜表面積增大，吸附于其上的表面活性劑分子的密度發(fā)生急劇變化，表面變薄處的密度減小， 未受沖擊處與受沖擊的連接處密度增大。表面活性劑密度大處的分子會(huì)向密度小處移動(dòng)并帶去一部分液體，最終使吸附的表面活性劑的分子密度復(fù)原，液膜厚度復(fù) 原，液膜強(qiáng)度亦復(fù)原，這時(shí)泡沫表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。表面活性劑溶液的濃度適當(dāng)(低于臨界膠束濃度)時(shí)，泡沫的穩(wěn)定性較高；表面活

11、性劑溶液的濃度過高(超過 臨界膠束濃度)時(shí)，表面吸附表面活性劑分子的速率較快，快速達(dá)到新的平衡狀態(tài)，因此，泡沫的穩(wěn)定性往往較低。一般低級(jí)醇水溶液的泡沫穩(wěn)定性不高，這與醇分 子自溶液中吸附于表面的速率快有關(guān)。2.3表面活性劑的混合體系對(duì)泡沫穩(wěn)定性的影 響。表面活性劑分子在液膜上吸附的數(shù)量和排列的緊密程度與氣泡中氣體擴(kuò)散透過液膜的速率密切相關(guān)。氣泡液膜的厚度越小，黏度越低，表面吸附膜越松散不緊 密，氣泡中的氣體越容易擴(kuò)散透過液膜，氣泡越不穩(wěn)定，越容易消失；反之，氣泡的液膜厚度越大，黏度越高，表面吸附膜越緊密，氣泡越穩(wěn)定，壽命越長。例如， 在十二烷基硫酸鈉溶液中加入少量十二醇，表面吸附膜即會(huì)含有大量

12、十二醇分子，使吸附膜中分子間力加強(qiáng)，分子排得更為緊密，氣體透過性降低，較由十二烷基硫 酸鈉溶液生成的泡沫的穩(wěn)定性高得多。2.4液膜電荷如果泡沫的液膜帶有電性相同的電 荷，液膜的兩液面相互排斥，能防止液膜變薄而破裂。以離子表面活性劑作為起泡劑，溶液中的表面活性劑分子富集于表面。如用十二烷基硫酸鈉作為起泡劑，當(dāng)生 成泡沫時(shí)，泡沫液膜的兩表面吸附一層十二烷基硫酸基，而反離子(Na+)則分散于液膜的內(nèi)部，液膜的兩表面構(gòu)成了表面雙電層。當(dāng)液膜變薄時(shí)，兩表面電層的 排斥力增強(qiáng)，防止液膜進(jìn)一步變薄。溶液中表面活性劑濃度過高，雙電層的擴(kuò)散層會(huì)被反電荷離子所壓縮，電位降低，液膜兩表面的排斥作用減弱，液膜厚度變小

13、， 泡沫穩(wěn)定性變差。上述四種作用對(duì)泡沫的穩(wěn)定性均有影響，而其中以表 面活性劑分子(離子)在液膜上排列的緊密程度對(duì)液膜的強(qiáng)度起主要作用，表面活性劑分子(離子)在液膜上吸附得越強(qiáng)烈，排列得越緊密，液膜的強(qiáng)度越高。此 外，液膜上表面活性劑分子(離子)排列得緊密還能使表面層下面鄰近的溶液層中的液體不易流走，使液膜排液相對(duì)較困難，液膜不易變薄，使泡沫的穩(wěn)定性增高。 因此，為獲得穩(wěn)定性高的泡沫，或破壞不需要的無益泡沫，應(yīng)首先考慮構(gòu)成表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，分析它是否在液膜上有利于形成目的表面膜。 參考文獻(xiàn):1.劉興允. 起泡和消泡技術(shù)J. 江蘇化工.市場七日訊 , 1982, (02)2.朱 瑤,趙國

14、璽,黃建濱等. 表面活性劑溶液起泡性研究正負(fù)離子表面活性劑混合體系J. 精細(xì)化工 , 1994,(03)3.張先亮,陳新蘭,唐紅定.精細(xì)化學(xué)品化學(xué)第二版.武漢大學(xué)出版社,1999,129-171.4.劉程,米裕民主編.表面活性劑性質(zhì)理論與應(yīng)用.北京大學(xué)工業(yè)出版社,2003.5.張驊.表面活性劑化學(xué).浙江大學(xué)出版社.1996.6.潘恒國, 肖安民, 華西苑. 表面活性劑混合體系相互作用機(jī)理研究兩元表面活性劑混合體系的物化性質(zhì)與其相互作用參數(shù)的關(guān)系J. 日用化學(xué)工業(yè) , 1990, (01)7.徐燕前主編.表面活性劑的功能.化學(xué)工業(yè)出版社,2000.8.劉程著.表面活性劑應(yīng)用手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社

15、,2004.9. 程棟. 表面活性劑氣液表面擴(kuò)張粘彈性質(zhì)及行為的研究D華東師范大學(xué) , 2005 .10. 郭祥峰,賈麗華,雷華,劉鵬. 不同烷醇酰胺的增稠及泡沫性能J日用化學(xué)工業(yè) , 2000,(02) .1 泡沫局部表面張力降低導(dǎo)致泡沫破滅 該種機(jī)理的起源是將高級(jí)醇或植物油撒在泡沫 上,當(dāng)其溶入泡沫液,會(huì)顯著降低該處的表面張力。 因?yàn)檫@些物質(zhì)一般對(duì)水的溶解度較小,表面張力的降低僅限于泡沫的局部,而泡沫周圍的表面張力幾乎沒有變化。表面張力降低的部分被強(qiáng)烈地向四周牽引、延伸,最后破裂。 2消泡劑能破壞膜彈性而導(dǎo)致氣泡破滅 消泡劑添加到泡沫體系中,會(huì)向氣液界面擴(kuò)散, 使具有穩(wěn)泡作用的表面活性劑難

16、以發(fā)生恢復(fù)膜彈性的能力。 3消泡劑能促使液膜排液,因而導(dǎo)致氣泡破滅 泡沫排液的速率可以反映泡沫的穩(wěn)定性,添加一種加速泡沫排液的物質(zhì),也可以起到消泡作用。 4添加疏水固體顆?？蓪?dǎo)致氣泡破滅 在氣泡表面疏水固體顆粒會(huì)吸引表面活性劑的 疏水端,使疏水顆粒產(chǎn)生親水性并進(jìn)入水相,從而起到消泡的作用。 5增溶助泡表面活性劑可導(dǎo)致氣泡破滅 某些能與溶液充分混合的低分子物質(zhì),可以使 助泡表面活性劑被增溶、使其有效濃度降低。有這 種作用的低分子物質(zhì)如辛醇、乙醇、丙醇等醇類,不 僅可減少表面層的表面活性劑濃度,而且還會(huì)溶入表面活性劑吸附層,降低表面活性劑分子間的緊密程度,從而減弱了泡沫的穩(wěn)定性。 6電解質(zhì)瓦解表面

17、活性劑雙電層而導(dǎo)致氣泡破滅 對(duì)于借助泡沫的表面活性劑雙電層互相作用, 產(chǎn)生穩(wěn)定性的起泡液,加入普通的電解質(zhì)即可瓦解表面活性劑的雙電層起消泡作用。HLB值（Hydrophile-Lipophile Balance Number）稱親水疏水平衡值，也稱水油度。HLB=親水基的親水性/親油基的親油性 HLB 值。 13作消泡劑；： 36作W/O型乳化劑； 79作潤濕劑； 818作O/W型乳化劑； 1318作增溶劑。液體張力，就是液體意圖收縮成球狀的力1涂料中氣泡的產(chǎn)生和危害 泡沫是由許多液膜薄壁分隔開的氣體或蒸氣泡所組成。在有些工業(yè)領(lǐng)域，泡沫是有實(shí)用價(jià)值的，這時(shí)人們希望形成穩(wěn)定的泡沫來解決生產(chǎn)技術(shù)和

18、生活中的實(shí)際問題。但在涂料工業(yè)中，一般是不希望產(chǎn)生泡沫，要想方設(shè)法消除產(chǎn)生的泡沫。涂料中氣泡的產(chǎn)生由以下因素所造成：表面活性劑的使用。為了改善涂料的某些性能，如顏料分散性、貯存穩(wěn)定性、流平性等，在涂料配方中加入各種表面活性劑等助劑，它們會(huì)改變涂料的表面張力，引起起泡和穩(wěn)泡。 涂料生產(chǎn)過程中，如高速分散過程會(huì)帶進(jìn)空氣泡，在研磨分散中涂料自由能會(huì)升高，有助于泡沫的生成。 在施工過程中，如空氣噴涂會(huì)帶進(jìn)空氣泡，無氣噴涂、輥涂等也會(huì)使涂料體系自由能升高，幫助產(chǎn)生泡沫。 有些涂料，如聚氨酯涂料在成膜過程中會(huì)產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生。 。若在涂料生產(chǎn)過程中發(fā)生泡沫，會(huì)影響到生產(chǎn)容器的最佳利用，給操作帶來困難

19、；若在涂裝過程中產(chǎn)生泡沫，會(huì)使漆膜表面產(chǎn)生缺陷。一方面影響涂膜的裝飾性能，表面難看，光澤差；另一方面影響涂膜的防護(hù)性能，使防腐性和耐候性都降低。2消泡機(jī)理及消泡劑的作用方式(1)泡沫形成和破滅的理論 泡沫的破滅通常是由于液體從氣泡壁排到壁面棱邊處所致，當(dāng)該液膜排液至厚度約lonm時(shí)，液膜中的分子運(yùn)動(dòng)便足以使其破滅，從而氣泡結(jié)構(gòu)遭到破壞。 排液效應(yīng)。如圖1所示的是泡沫的結(jié)構(gòu)和排液機(jī)理。泡沫的棱邊處由很小曲率表面積所包圍，與相對(duì)平坦的封閉液膜的壁面不同，因此任何棱邊處B的液體壓強(qiáng)小 于A處的，液膜壓強(qiáng)本身又等于外界大氣壓。由于壓強(qiáng)差，棱邊附近的液膜從A處推入8處，使棱邊外圍液膜變薄，為代替已推入棱

20、邊處的液膜，離棱邊更遠(yuǎn)的液膜 再遷移進(jìn)入，致使液膜變薄。這種現(xiàn)象可用圖2更形象地展示。圖1泡沫結(jié)構(gòu)示意圖和液體排到棱邊處的機(jī)理圖2排液過程示意圖Gibbs彈性。液體彈性是泡沫穩(wěn)定性的又一因素。當(dāng)液體和表面活性劑組成的液膜在某一部位突然被拉伸時(shí)，膜面上的表面活性劑濃度暫時(shí)減少。該點(diǎn)表面張力相應(yīng)增大，致使拉伸作用傳遞到表面張力較低的區(qū)域。這就使氣泡具有耐突然破裂的能力，稱為Gibbs彈性。如圖3所示。圖3當(dāng)泡沫的薄膜被拉伸時(shí)，表面上表面活性劑濃度降低的示意圖表面活性劑濃度+表面活性劑分子降低引起表面張力增大表面遷移。當(dāng)液膜離開低表面張力區(qū)域到高表面張力區(qū)時(shí)，隨著它的遷移，把許多底層的液層帶到新的地

21、點(diǎn)。在被拉伸的液膜區(qū)域有一股流立即向它流去，趨于將從低表面張力區(qū)遷移來的液體使該區(qū)填滿。這種效應(yīng)使拉伸區(qū)恢復(fù)到它原來的厚度。粘稠的液體會(huì)拖帶更多的液體急速充填到較薄的截面處，如果這一道拖去的液體太多的話，液膜自身原來的地方可能會(huì)減薄至破裂點(diǎn)而破泡。 在盡力補(bǔ)充表面上表面活性劑濃度以均衡表面張力的過程中，表面活性劑也可以從下層朝上擴(kuò)散。若從下面大量液體的表面吸收速率比沿側(cè)向表面運(yùn)動(dòng)速率是處于同一數(shù)量級(jí)或更高的話，則遷移到拉伸區(qū)的液體相應(yīng)減少，更可能發(fā)生液膜變薄和氣泡破滅。 泡沫的穩(wěn)定性和破裂的因素除了以上三種重要概念之外，機(jī)械沖擊、熱沖擊、靜電力、氣體吸附與擴(kuò)散、底材對(duì)表面活性劑的消耗等都會(huì)明顯

22、地影響到泡沫的穩(wěn)定性。 (2)消泡劑的作用方式 泡沫產(chǎn)生的難易程度與液體體系的表面張力直接有關(guān)，因?yàn)槭褂帽砻鎻埩^低的活性劑及生產(chǎn)施工等因素，給泡沫的產(chǎn)生提供了條件。要消除泡沫，就要使用能使表面張力降低的物質(zhì)作消泡劑。 消泡劑一般可分為抑泡劑和破泡劑兩種，抑泡劑的作用是抑制泡沫的產(chǎn)生，是治本之法。破泡劑是使產(chǎn)生的泡沫破裂。破泡又分為脫泡和消泡兩個(gè)過程，前者促使氣泡到達(dá)表面，后者將表面上的氣泡破壞。一般很難準(zhǔn)確地將一個(gè)助劑的工作機(jī)理定義為抑泡、脫泡或消泡，所以總是統(tǒng)稱為消泡劑。破泡的過程可分為接觸、侵入、展布、破泡四個(gè)過程，如圖4所示。圖4破泡過程示意圖 因此，破泡必須考慮兩個(gè)因素，即侵入系數(shù)E

23、和展布系數(shù)S。E=F+DF-D (2) S=F-DF-D (3) 式中，F(xiàn)表示泡膜液的表面張力；DF表示消泡劑的表面張力；D表示泡膜液和破泡劑間的界面張力。 當(dāng)E為正時(shí)，消泡劑就可進(jìn)入泡沫液；而s為正時(shí)，就可在界面展布。只有當(dāng)E和S都為正數(shù)，消泡劑才能發(fā)揮作用。這就要求)，D、DF都較小。因此，消泡劑應(yīng)具有一定的親水性，不溶于泡沫所在的介質(zhì)。根據(jù)以上敘述，可以歸結(jié)出消泡劑應(yīng)具備的性能，即：與體系的溶解度很低；能明顯降低體系的表面張力；具有正的侵入系數(shù)和展布系數(shù)；最好在泡沫的界面上定向時(shí)能處于平臥狀態(tài)。 3消泡劑的類型 涂料工業(yè)所用的消泡劑一般都是非離子型表面活性劑。根據(jù)其化學(xué)組成不同，可分為以

24、下幾類： 有機(jī)硅類。這類是用得最多的、最主要的消泡劑，在前面已進(jìn)行過討論。 礦物油類。該類消泡劑一般是由約80的載體油和約15的憎水顆粒再加約5的乳化劑、防腐劑及其它增效成分所組成。載體油是脂肪族或芳香族的礦物 油。芳香族礦物油易引起漆膜泛黃，且含有大量芳香烴，會(huì)造成生理危害，因此不如脂肪族的性能好。憎水顆粒一般用憎水的氣相二氧化硅、硬脂酸鹽、脂肪酸衍生物或聚脲化合物。乳化劑的作用是將憎水顆粒分散于載體油中，同時(shí)對(duì)消泡劑混入涂料也有正向作用。 該類消泡劑主要用于平光和半光乳膠漆中。 不含硅聚合物類。這是一類特殊的聚合物，它是通過選定的不混溶性來發(fā)揮作用的。為了獲得“混溶”與“不混溶”問的平衡，

25、要有意識(shí)地改變聚合物的極性和相 對(duì)分子質(zhì)量(包括相對(duì)分子質(zhì)量分布)。一般相對(duì)分子質(zhì)量越大，越不混溶。但對(duì)聚合物型消泡劑來說，即使其混溶性太好，造成消泡效果太弱或甚至完全沒有消泡 作用，但不會(huì)穩(wěn)定泡沫，這是它與有機(jī)硅消泡劑的最大不同。有機(jī)硅消泡劑和無硅聚合物消泡劑之間的差異可用圖5 進(jìn)行對(duì)比。 圖5聚合物消泡劑和有機(jī)硅消泡荊的比較a為聚合物消泡劑；b為有機(jī)硅消泡劑 以上幾類是目前涂料工業(yè)使用最廣泛的消泡劑，除此之外，磷酸酯類(如磷酸三丁酯)、低級(jí)醇類(如正辛醇類)，也可用作水性涂料的消泡劑，但由于其抑泡性等方面不十分令人滿意，已逐漸被淘汰不用。目前國內(nèi)市場可得到的非硅類消泡劑列于表1。表1 非硅

26、類消泡劑牌 號(hào)生產(chǎn)商組 成 適用體系 推薦用量BYK-051/052/053BYKChemie聚合物溶液溶劑型涂料0.050.5BYK-055 BYK Chemie 聚合物溶液 高光聚酯、家具漆等0.11.5BYK-057 BYK Chemie 聚合物溶液 溶劑型無溶劑型涂料0.11O BYK-032 BYK Chemie 石蠟基礦油與疏水組分之乳液外墻乳膠漆 0.10.5 BYK-033 BYK Chemie 疏水組分與石蠟基礦油之混合物抹墻灰漿、工業(yè)乳膠漆0.10.5 Foarrmster 306Cognis礦物油類高光乳膠漆0.10.5Foamaster 3063 Cognis 礦物油類

27、 聚氨酯和醇酸乳液0.11.0PERENOL EICognis聚合物 溶劑型涂料0.050.5OX-77KUSUMOTOCHEM特殊丙烯酸類聚合物溶劑型涂料 0.21.0 P-420 KUSUMOTOCHEM特殊乙烯酸類聚合物厚膜型涂料0.21.0 牌 號(hào) 生產(chǎn)商 組 成 適用體系 推薦用量M50KUSUMOTOCHEM特殊乙烯酸類聚合物溶劑型涂料0.11.03200 DECHEM 高分子聚合物 無溶劑厚漿型涂料0.1O58700 DECHEM 高分子聚合物 無溶劑厚漿型涂料0.21.0 4消泡劑的應(yīng)用 (1)選擇消泡劑應(yīng)注意的因素 涂料體系中物料的相互影響，造成了泡沫問題的復(fù)雜性，因此在選擇

28、消泡劑時(shí)，應(yīng)考慮以下因素： 涂料體系。水性涂料與溶劑型涂料所要求的消泡劑是不同的，水性涂料使用乳化劑、增稠劑，更具起泡和穩(wěn)泡性，因此其消泡問題更突出。 對(duì)水性涂料來講，其pH值越高，對(duì)控制泡沫越不利。丙烯酸系列有光乳膠涂料的乳液粒子很細(xì)，消泡較困難，水性醇酸與水性聚氨酯相比，易與消泡劑混溶ll5cj。 對(duì)溶劑型涂料來講，聚氨酯漆在生產(chǎn)和施工過程中都容易產(chǎn)生反應(yīng)型氣泡，消泡較困難。 顏料。顏料粒子的粗細(xì)、極性大小會(huì)影響到泡沫，例如炭黑、超細(xì)填料會(huì)增加消泡的困難性。 助劑。潤濕分散劑的使用本身就會(huì)帶來泡沫，過量使用時(shí)更有穩(wěn)泡作用。如果選用的消泡劑與分散劑匹配不好，會(huì)造成分散劑乳化消泡劑，引起顏料絮凝和消泡劑失靈。 涂料的粘度。高粘度的涂料消泡更困難，如彈性涂料、防腐蝕涂料中的厚漿型涂料，往往需要專用消泡劑。 涂料的用途。消泡劑的不混溶性多多少少會(huì)影響到涂料的光澤，因此，高光澤的涂料就要選用混溶性較好的消泡劑。