消泡劑專家王輝

1、消泡劑基礎知識1、消泡劑概述21.1泡沫的定義21.2消泡劑的定義22、消泡劑的消泡機理22.1泡沫局部表面張力降低導致泡沫破滅22.2消泡劑能破壞膜彈性而導致氣泡破滅22.3消泡劑能促使液膜排液,因而導致氣泡破滅22.4添加疏水固體顆?？蓪е職馀萜茰?2.5增溶助泡表面活性劑可導致氣泡破滅22.6電解質瓦解表面活性劑雙電層而導致氣泡破滅33、消泡劑的組成33.1 活性成份33.2乳化劑33.3 載體33.4 乳化助劑34、消泡劑的種類34.1按成份分為34.2按功能分為55、如何選用消泡劑65.1如何選擇發(fā)酵用消泡劑65.2有機硅乳液消泡劑使用注意75.3有機硅消泡劑的特性和用途76、影響消

2、泡效力和消泡劑失效的原因76.1影響消泡劑效力的因素76.2消泡劑失效的原因87、使用消泡劑的方法及注意事項97.1添加方法97.2注意事項108、幾種常用消泡劑108.1 聚醚類消泡劑108.2 有機硅消泡劑118.3 聚醚改性有機硅消泡劑119、消泡劑的測試1210、泡沫的危害1211、消泡劑的發(fā)展131、消泡劑概述1.1泡沫的定義 什么是泡沫？泡沫可定義為液體介質中穩(wěn)定的氣體。泡沫是一種氣體在液體中的分散體系，氣體成為許多氣泡被連續(xù)相的液體分隔開來，氣體是分散相，液體是分散介質。 1.2消泡劑的定義消泡劑，又稱為抗泡劑，在工業(yè)生產的過程中會產生許多有害泡沫，需要添加消泡劑。廣泛應用于清除

3、膠乳、紡織上漿、食品發(fā)酵、生物醫(yī)藥、涂料、石油化工、造紙、工業(yè)清洗等行業(yè)生產過程中產生的有害泡沫。破泡劑·抑泡劑·脫泡劑總稱為消泡劑。 破泡:相對于泡沫(泡沫聚合體),從空氣側侵入泡中,將泡合一破壞。 抑泡:從液體側侵入泡中,將泡合一破壞,令泡沫難以產生。 脫泡:從氣泡的界面侵入泡中,令氣泡合一浮出液面。 2、消泡劑的消泡機理當發(fā)泡體系劇烈發(fā)泡時，滴加消泡劑后，如變魔術似的泡沫立即消滅。實際上消泡劑的作用是抵消助泡物質的穩(wěn)泡作用。 2.1泡沫局部表面張力降低導致泡沫破滅 該種機理的起源是將高級醇或植物油撒在泡沫 上,當其溶入泡沫液,會顯著降低該處的表面張力。 因為這些物質一

4、般對水的溶解度較小,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烈地向四周牽引、延伸,最后破裂。 2.2消泡劑能破壞膜彈性而導致氣泡破滅 消泡劑添加到泡沫體系中,會向氣液界面擴散, 使具有穩(wěn)泡作用的表面活性劑難以發(fā)生恢復膜彈性的能力。 2.3消泡劑能促使液膜排液,因而導致氣泡破滅 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,也可以起到消泡作用。 2.4添加疏水固體顆?？蓪е職馀萜茰?在氣泡表面疏水固體顆粒會吸引表面活性劑的 疏水端,使疏水顆粒產生親水性并進入水相,從而起到消泡的作用。 2.5增溶助泡表面活性劑可導致氣泡破滅 某些能

5、與溶液充分混合的低分子物質,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。 2.6電解質瓦解表面活性劑雙電層而導致氣泡破滅 對于借助泡沫的表面活性劑雙電層互相作用, 產生穩(wěn)定性的起泡液,加入普通的電解質即可瓦解表面活性劑的雙電層起消泡作用。 3、消泡劑的組成3.1 活性成份 作用：破泡、消泡，減小表面張力： 代表物：硅油、聚醚類、高級醇、礦物油、植物油等。 3.2乳化劑 作用：使活性成分分散成小顆粒，便于分散在水中，更好的

6、起到消泡、抑泡效果。 代表物：壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂鹽、op系列等、吐溫系列、斯盤系列等。 3.3 載體 作用：有助于載體和起泡體系的結合，易于分散到起泡體系里，把兩者結合起來，其本身的表面張力低，有助于抑泡，且可以降低成本。 代表物：除水以外的溶劑，如脂肪烴、芳香烴、含氧溶劑等 3.4 乳化助劑 作用：使乳化效果更好。 代表物：*分散劑：疏水二氧化硅等；*增粘劑：CMC、聚乙烯醚等。 4、消泡劑的種類4.1按成份分為4.1.1天然油脂（即豆油、玉米油等）優(yōu)點：來源容易，價格低，使用簡單； 缺點： 如貯存不好，易變質，使酸值增高。 4.1.2聚醚類消泡劑種類挺多，主要有以下幾種： a. G

7、P型消泡劑 以甘油為起始劑，由環(huán)氧丙烷，或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的混合物進行加成聚合而制成的 GP型的消泡劑親水性差，在發(fā)泡介質中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的發(fā)酵液中。它的抑泡能力比消泡能力優(yōu)越 ，適宜在基礎培養(yǎng)基中加入，以抑制整個發(fā)酵過程的泡沫產生。 b.GPE型消泡劑即泡敵 在GP型消泡劑的聚丙二醇鏈節(jié)末端再加成環(huán)氧乙烷，成為鏈端是親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫。按照環(huán)氧乙烷加成量為10%，20%，50%分別稱為GPE10，GPE20，GPE50。 GPE型消泡劑親水性較好，在發(fā)泡介質中易鋪展，消泡能力強，但溶解度也較大，消泡活性維持時間短，因此用在粘稠發(fā)酵液中效果較好。 c.GPES型消

8、泡劑：有一種新的聚醚類消泡劑，在GPE型消泡劑鏈端用疏水基硬脂酸酯封頭，便形成兩端是疏水鏈，當中間隔有親水鏈的嵌段共聚物。這種結構的分子易于平臥狀聚集在氣液界面，因而表面活性強，消泡效率高。 4.1.3高碳醇高碳醇是強疏水弱親水的線型分子，在水體系里是有效的消泡劑。七十年代初前蘇聯(lián)學者在陰離子、陽離子、非離子型表面活性劑的水溶液中試驗，提出醇的消泡作用，與其在起泡液中的溶解度及擴散程度有關。C7C9的醇是最有效的消泡劑。 C12C22的高碳醇借助適當?shù)娜榛瘎┡渲瞥闪６葹?9m，含量為2050%的水乳液，即是水體系的消泡劑。 還有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素發(fā)酵中具有消泡作用

9、，后者還可作為前體。 磷酸三丁酯（CAS:126-73-8)做為古老的消泡劑，仍然被工業(yè)界廣泛使用著，因其極低的表面張力（27.79 25),極低的水溶性（0.61 25,溶劑溶于水）,消泡效果顯著,但因其有刺激性及一定的毒性，較多用于不與食品/日用化妝品接觸的其他工業(yè)。 4.1.4硅類（有機硅）最常用的是聚二甲基硅氧烷，也稱二甲基硅油。它表面能低，表面張力也較低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主鏈為硅氧鍵，為非極性分子。與極性溶劑水不親和，與一般油的親和性也很小。它揮發(fā)性低并具有化學惰性，比較穩(wěn)定且毒性小。純粹的聚二甲基硅氧烷，不經分散處理難以作為消泡劑。可能是由于它與水有高的界面張

10、力，鋪展系數(shù)低，不易分散在發(fā)泡介質上。因此將硅油混入SiO2氣溶膠，所構成的復合物，即將疏水處理后的SiO2氣溶膠混入二甲基硅油中，經一定溫度、一定時間處理，就可制得。 有機硅消泡劑系由硅脂、乳化劑、防水劑、稠化劑等配以適量水經機械乳化而成。其特點是表面張力小，表面活性高，消泡力強，用量少，成本低。它與水及多數(shù)有機物不相混溶，對大多數(shù)氣泡介質均能消泡。它具有較好的熱穩(wěn)定性，可在5-150寬廣的溫度范圍內使用；其化學穩(wěn)定性較好，難與其他物質反應，只要配置適當，可在酸、堿、鹽溶液中使用，無損產品質量；它還具有生理惰性LD250g/Kg鼠，通常用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。它對所有氣泡體系兼具有抑泡、破泡功能

11、，隸屬廣譜型消泡劑范疇。它被廣泛用于洗滌劑、造紙、紙漿、制糖、電鍍、化肥、助劑、廢水處理等生產過程中的消泡。在石油工業(yè)中，它被大量用于天然氣的脫硫，加速油氣分離；它還被用于乙二醇的干燥、芳香烴的萃取、瀝青的加工、潤滑油的脫蠟等裝置中控制或抑制氣泡。在紡織工業(yè)中，它用于染色、精練、上漿等過程中的消泡；在化學工業(yè)中它被用于合成樹脂、膠乳、涂料、油墨等過程中的消泡；在食品工業(yè)中它被用于各種濃縮、發(fā)酵、蒸餾過程的消泡?？蓪⒐柚吭阱伇谏?、出口處或涂在金屬網上，進行消泡。將硅脂配成溶液，可用于油相系統(tǒng)消泡。將硅脂加低粘度硅油配成水乳液，可用于多種水相系統(tǒng)消泡。在醫(yī)學上，通常用于患者術前、X光和胃鏡檢查前

12、清除臟器或胃內器官的脹氣。 消泡劑大致可分兩類:一類能消除已產生的氣泡,如乙醇等;另一類則能抑制氣泡的形成如乳化硅油等。我國許可使用的消泡劑有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。4.1.5聚醚改性硅結合了聚醚跟有機硅消泡劑二者的優(yōu)點，具有無毒無害，對菌種無害，添加量極少，是一種高性價比的產品。 聚醚改性有機硅，是在硅氧烷分子中因如聚醚鏈段制得的聚醚 - 硅氧烷共聚物（簡稱硅醚共聚物）。聚硅氧烷類消泡劑具有消泡迅速，抑泡時間長和安全無毒等特點，但它難溶于水，耐高溫，耐強堿性差，聚醚類消泡劑水溶性好，耐高溫，耐強堿性強，但其消

13、泡速度和抑泡時間都不甚理想，通過縮合技術接枝在聚硅氧烷鏈上引入聚醚鏈，使之具有二類消泡劑的優(yōu)點，成為一種性能優(yōu)良，有廣泛應用前景的消泡劑。在硅醚共聚物的分子中，硅氧烷段是親油基，聚醚段是親水基。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，對降低表面張力有較強的作用。聚醚端基的基團對硅醚共聚物的性能也有很強的影響。常見的端基有羥基、烷氧基等。調節(jié)共聚物中硅氧烷段的相對分子質量，可以使共聚物突出或減弱有機硅的特性。同樣，改變聚醚段的相對分子質量，會增加或降低分子中有機硅的比例，對共聚物的性能也會產生影響。聚醚改性有機硅消泡劑很容易在水中乳化，亦稱作“自乳化型消

14、泡劑”，在其濁點溫度以上時，失去對水的溶解性和機械穩(wěn)定性，并耐酸、堿和無機鹽，可用于苛刻條件下的消泡，廣泛用于滌綸織物高溫染色工藝、發(fā)酵工藝中的消泡。此外，也可用于二乙醇胺脫硫體系的消泡及各種油劑、切削液、不凍液、水性油墨等體系的消泡，也適用于即印刷行業(yè)感光樹脂制版后，洗掉未固化樹脂的消泡，是一種很有代表性、性能優(yōu)良、用途廣泛的有機硅消泡劑。聚硅氧烷消泡劑通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅兩個主要組成物質適當配合而成，以聚二甲基硅氧烷為基材的消泡劑是消泡體系中一類理想的消泡劑，就是因為其不溶于水，較難乳化，聚二甲基硅氧烷比碳鏈烴表面性能低，因此比通常在紡織業(yè)中應用的表面活性劑表面張力更低。單純的聚二

15、甲基硅氧烷抑泡性能差而遲緩，消泡作用需要二氧化硅粒子來加強，二氧化硅粒子被硅油帶到泡沫的空氣水界面上并進入氣泡液膜由于其疏水性,與表面活性劑發(fā)泡液滴的接觸角大于90°,從而迫使發(fā)泡液體從固體疏水粒子表面排開,引起泡沫的局部迅速排液而導致破裂。這樣,由于協(xié)同作用,兩種組成物產生了良好的消泡效果。 4.1.6新型自乳化消泡劑含特殊改性的聚硅氧烷。具有極好的耐熱性和耐酸堿性及化學穩(wěn)定性，可在很寬的溫度范圍內廣泛用于各種惡劣體系的泡沫消去和抑制。 4.1.7聚硅氧烷消泡劑聚硅氧烷消泡劑通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅兩個主要組成物質適當配合而成，以聚二甲基硅氧烷為基材的消泡劑是消泡體系中一類理想

16、的消泡劑，就是因為其不溶于水，較難乳化，聚二甲基硅氧烷比碳鏈烴表面性能低，因此比通常在紡織業(yè)中應用的表面活性劑表面張力更低。單純的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而遲緩，消泡作用需要二氧化硅粒子來加強，二氧化硅粒子被硅油帶到泡沫的空氣水界面上并進入氣泡液膜由于其疏水性,與表面活性劑發(fā)泡液滴的接觸角大于90°,從而迫使發(fā)泡液體從固體疏水粒子表面排開，引起泡沫的局部迅速排液而導致破裂，這樣，由于協(xié)同作用，兩種組成物質產生了良好的消泡效果。聚硅氧烷消泡劑由于有優(yōu)良的消泡效能及其他優(yōu)點，已在許多領域廣泛應用，特別是在紡織物染整加工中，發(fā)展尤為迅速，研究發(fā)現(xiàn)，以聚二甲基硅氧烷和聚乙烯的共聚物為基材的硅

17、酮乙二醇類消泡劑，由于特殊的溶解性能，在噴射染色和其他紡織物加工中，具有理想的消泡效果。 4.2按功能分為4.2.1耐堿消泡劑 在高溫強堿條件下能迅速消泡, 持久抑泡。穩(wěn)定性好，用量少，效率高，不漂油；廣泛應用于造紙蒸煮黑液處理、紡織印染行業(yè)中的強堿型精煉劑、強堿條件下清洗劑和其它高溫強堿的水相體系消泡。 4.2.2耐酸消泡劑 由脂肪酸酯和脂肪酰胺等物質組成，廣泛應用于濕法磷酸、鈦白粉生產、硼酸生產及其他強酸體系。 4.2.3高粘性泡沫消泡劑 本品是針對造紙制漿黑液、化學選礦、特種化學反應產生的泡沫，其粘度大、泡沫細密、消除難度大等特點研制而成的一種高效復合型消泡劑。 4.2.4涂料消泡劑 含

18、有多種優(yōu)質的消泡成分，因而適用面廣，它特別適用于消除苯丙膠乳、乙丙膠乳、純丙膠乳、醋酸乙烯膠乳等體系的泡沫。 4.2.5造紙消泡劑 可以有效控制紙漿、泡沫漫溢和提高抄紙質量。泛應用于造紙抄造系統(tǒng)消泡，亦可用于造紙污水處理、防凍液、蒸餾系統(tǒng)消泡。 4.2.6水泥砂漿消泡劑 可以有效控制水泥砂漿體系內泡沫產生，使混凝土構件更加致密光亮。 4.2.7油田工業(yè)消泡劑 可以有效控制油田工業(yè)過程中內泡沫產生，提高石油生產效率。 4.2.8清洗用消泡劑 可以有效控制清洗劑產生泡沫。 4.2.9陽離子體系消泡劑 可以有效控制含有陽離子體系泡沫產生，廣泛應用于造紙抄造用陽離子松香膠、陽離子型清洗劑，亦可用于造紙

19、污水處理、防凍液、蒸餾系統(tǒng)消泡。 4.2.10高效發(fā)酵消泡劑 克服了普通型有機硅消泡劑耐高溫性差、抑泡時間短的缺點；對在發(fā)酵罐中上升積累的泡沫能象聚醚一樣快速的消除，同時本品擁有聚醚無法比擬的時間抑泡的優(yōu)點。 4.2.11水處理消泡劑 有機硅消泡劑對水性發(fā)泡體系具有很強消泡，抑泡功能，添加量小且使用成本比較低，是水性體系較理想的消泡劑 5、如何選用消泡劑首先要確定需要使用消泡劑的體系，是水性體系或油性體系。如發(fā)酵行業(yè)，就要使用油性的消泡劑，如聚醚改性硅或聚醚類的。水性涂料行業(yè)就要用水性消泡劑，有機硅消泡劑。選擇出消泡劑，比較添加量，在參考價格，可得出最適用最經濟的消泡劑產品。 5.1如何選擇發(fā)

20、酵用消泡劑選擇消泡劑要符合以下幾點: 1、在起泡液中不溶或難溶 為破滅泡沫，消泡劑應該在泡膜上濃縮、集中。對破泡劑的情況，應在瞬間濃縮、集中，對于抑泡的情況應經常保持在這種狀態(tài)。所以消泡劑在起泡液中是過飽和狀態(tài)，只有不溶或難溶才易于達到過飽和狀態(tài)。不溶或難溶，才易于聚集在氣液界面，才易于濃縮在泡膜上，才能在較低濃度下發(fā)揮作用。用于水體系的消泡劑，活性成分的分子，須為強疏水弱親水，HLB值在1.53范圍，作用才最好。 2、表面張力低于起泡液 。 只有消泡劑分子間作用力小，表面張力低于起泡液，消泡劑微粒才能夠在泡膜上浸入及擴展。值得注意的是，起泡液的表面張力并非溶液的表面張力，而是助泡溶液的表面張

21、力。 3、與起泡液有一定程度的親和性 。 由于消泡過程實際上是泡沫崩潰速度與泡沫生成速度的競爭，所以消泡劑必須能在起泡液中快速分散，以便迅速在起泡液中較廣泛的范圍內發(fā)揮作用。要使消泡劑擴散較快，消泡劑活性成分須與起泡液具有一定程度的親和性。消泡劑活性成分與起泡液過親，會溶解；過疏又難于分散。只有親疏適宜，效力才會好。 4、與起泡液不發(fā)生化學反應 。 消泡劑與起泡液發(fā)生反應，一方面消泡劑會喪失作用，另一方面可能產生有害物質，影響微生物的生長。 5、揮發(fā)性小，作用時間長。 5.2有機硅乳液消泡劑使用注意 1、 在使用或采樣前需要充分攪勻乳液。 2、 水包油型乳液可任意稀釋，但同時乳液的穩(wěn)定性也會因

22、此急劇下降，如發(fā)生分層等。 3、 稀釋時請將水加入消泡劑中并緩慢攪拌。 4、 由于乳液在原始濃度下穩(wěn)定性最好，所以稀釋后的乳液必須在短期內用完。 5、 乳液對霜凍和溫度高于40°C都很敏感而易遭到破壞。 6、 防止霜凍！已經凍住的乳液可以小心地去霜凍，但在進一步使用前必須作檢測。 7、 長時間強烈振蕩或強烈剪切（如使用機械泵，均質機等）或攪拌會破壞乳液的穩(wěn)定性。 8、 提高乳液的粘度或添加增稠劑可以提高乳液的穩(wěn)定性。 5.3有機硅消泡劑的特性和用途 機硅消泡劑系由硅脂、 乳化劑、防水劑、稠化劑等配以適量水經機械乳化而成。其特點是表面張力小，表面活性高，消泡力強，用量少，成本低。它與水

23、及多數(shù)有機物不相混溶，對大多數(shù)氣泡介質均能消泡。它具有較好的熱穩(wěn)定性，可在5150寬廣的溫度范圍內使用；其化學穩(wěn)定性較好，難與其他物質反應，只要配置適當，可在酸、堿、鹽溶液中使用，無損產品質量；它還具有生理惰性，通常用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。它對所有氣泡體系兼具有抑泡、破泡功能，隸屬廣譜型消泡劑范疇。它被廣泛用 于洗滌劑、造紙、紙漿、制糖、電鍍、化肥、助劑、廢水處理等生產過程中的消泡。 6、影響消泡效力和消泡劑失效的原因 消泡劑是消耗的，需要隨時補加。不同的消泡劑效力相差很大。 6.1影響消泡劑效力的因素 主要因素如下所述，如果注意到并善于利用這些因素就可以充分發(fā)揮消泡劑的作用。 大多數(shù)消泡劑是表面

24、活性劑物質,它的分子結構與起泡體系、助泡物質,應有適宜的親疏關系。當表面活性劑處于溶解狀態(tài)時,往往會在泡膜氣液界面上定向排列,起穩(wěn)泡作用-是助泡劑。如果它處于過飽和不溶解狀態(tài),以微粒形式聚集在泡膜上,才是消泡劑。消泡劑的最低有效用量是取決于其活性成分在起泡液中的溶解度。溶解度越低, 有效用量就越少。水體系中使用的硅油乳液消泡劑,活性成分硅油的溶解度很小,因此它可在低濃度下起效。 起泡液中含有的助泡劑,它的疏水端會吸附到消泡劑的微粒表面上，使消泡劑的活性成分增溶，增溶的消泡 劑被消耗了，就不再消泡。也就是說消泡劑在起泡液中抵制增溶的時間越久，它的消泡效力就越持久。 消泡劑被增溶與表面活性劑的 C

25、MC(Critical Micelle Concentration-活性劑溶液臨界膠束濃度)有關。常常發(fā)現(xiàn)有些消泡劑在加入溶液一定時間后，就喪失了效力。要防止泡沫生成，還需再加入一些消泡劑。這有可能是由于助泡表面活性劑濃度超過了 CMC，使消泡劑的活性成分被增溶，以致于失去在表面鋪展的作用，消泡效力大減。 消泡劑活性成分的溶解度與被增溶程度，主要取決于消泡劑活性成分本身的結構和起泡液的性質。據(jù)研究，不具有極性基的烴鏈比具有極性基的烴鏈被增溶程度要低(也就是說，非極性烴鏈的消泡劑難增溶，極性烴鏈的消泡劑易增溶 )。另外即使是非極性烴鏈的消泡劑，如果它與起泡液界面的非極性表面活性劑化學結構相近，則

26、被增溶量就會較大。 因此根據(jù)對溶液助泡物結構的分析，選擇消泡劑的非極性部分與助泡物非極性基化學結構不同的消泡劑，就 能在較低的用量下，取得較好的消泡效果。 6.1.1消泡劑小滴與氣泡之間的表面電荷 助泡劑若為離子型表面活性劑，對消泡劑的消泡效果有影響。例如取 10%有機硅消泡劑乳液，懸浮在蒸餾水 時，基本上不顯示表面電荷。當該水溶液中存在離子型表面活性劑時，水解后帶電荷，帶電荷的表面活性劑會被溶解度和被增溶的程度硅油小滴吸附，硅油微滴表面獲得了與離子型起泡液同樣的表面電荷。離子型表面活性劑的濃度越大，吸附的表面活性劑越多，則硅油表面電荷形成的電勢越大。帶電的消泡劑小滴與氣泡之間因相同的電荷產生

27、排斥，阻礙了消泡劑微滴與氣泡的接近，使消泡劑效力降低。所以起泡液的 pH 值對消泡效果的影響較大。 6.1.2起泡體系的性質 同樣的消泡劑在不同的起泡體系中，消泡效力往往不同。有資料說，有機硅消泡劑在烷基苯 酸鹽水溶液中 無消泡作用。 實際上，不僅起泡體系的成分和濃度對消泡效力影響很大，起泡體系的其它性質也有很大影響。起泡液的粘 度和湍動狀況都影響消泡劑微粒的擴散速率。起泡液的溫度和 pH 值也影響消泡劑活性成分的溶解度。 6.2消泡劑失效的原因 化學穩(wěn)定性是消泡劑的必要條件，因此消泡劑在起泡體系中，一般不會由于發(fā)生化學反應而失效。它失效的 原因大多是由于分散狀態(tài)的改變所引起的，只有消除這一原

28、因，即可充分發(fā)揮消泡劑的效力。 6.2.1消泡劑微粒變得過小 根據(jù)消泡劑作用機理，消泡劑是以微粒形式吸附在泡膜上，通過微粒的破碎，使氣泡穿孔、 滅或合并。微 粒的直徑與泡膜厚度相近，效果較好。當消泡劑微粒經反復發(fā)揮作用，一再破碎，最終粒徑就會變得過于小于泡 膜的厚度，難以使氣泡穿孔而達到破泡的目的。 此外，隨著時間的延續(xù)，消泡劑活性成分也會受助泡表面活性劑的作用，使微粒笑道不足以 滅的程度。消 泡劑活性成分若與起泡液"親和性"過強，消泡劑微粒變得過小而失效的傾向就較大。 6.2.2消泡劑微粒變得過大 在起泡液中，消泡劑微粒碰撞時有可能合并、凝聚變大。再則，消泡劑聚集在泡膜上

29、，當源源不斷的泡沫由 液體中涌到表面時，會像"浮選作用"一樣，把分布在液體內部的消泡劑微粒集中到液面上的泡沫層中，泡沫 滅后化成少量液體，大量的消泡劑微粒聚集在少量液體里，很容易發(fā)生消泡劑微粒的凝聚。當消泡劑活性成分與 起泡液親和性過弱時，凝聚的傾向也較大。 因此凝聚成較大顆粒消泡劑微粒運動緩慢。不能迅速聚集到泡膜的氣液界面上來發(fā)揮消泡作用，消泡劑的活 性就變差。 6.2.3消泡劑微粒表面性質發(fā)生變化 起泡液中的助泡表面活性劑附著在消泡劑活性成功微粒上，使活性成分被增 ，成為親液分子團。這樣，雖 然可以消耗一些助泡劑而降低一些起泡力，但同時使消泡劑的活性成分的表面性質發(fā)生變

30、化而失去消泡活性。當 體系中的助泡劑濃度增加時，消泡就變得較為困難。這一方面是起泡力增強，另一方面是助泡劑使消泡劑表面性 質發(fā)生變化的關系。 7、使用消泡劑的方法及注意事項 7.1添加方法 7.1.1 間隙添加-常用的方法 如果不是連續(xù)起泡，而且起泡不嚴重，則可將消泡劑一次加入或定時加入。因為消泡劑添加量較小，為使消泡劑分散均勻，應該在起泡液湍動劇烈的地方添加。許多場合可以手工添加。若起泡猛烈或者為了迅速滅泡，可以用噴槍噴射。 如果在一定限度內允許泡沫存在，只是為了防止泡沫過多，則可將不 性的、高效硅膏狀消泡劑涂抹在容器壁液面上部邊緣，或者將其涂敷在金屬網或其它紡織品網之上，覆蓋在容器的一定位

31、置。泡沫層升高接觸到硅膏 消泡劑即可破滅，從而阻擋泡沫溢出。一次加入不夠，可多次加入或定時加入。 7.1.2 連續(xù)添加-生產規(guī)模較大 消泡劑加入后，從開始起消泡作用也開始失效。間歇添加的消泡劑，卻在連續(xù)地損耗，當含有的消泡劑不足以控制泡沫時，就需要補充添加。7.1.3 自控添加-比較先進 任何起泡液不一定自始至終都在起泡。何時起泡，泡量的大小沒有準確的規(guī)律。添加消泡劑是為了補充消耗，不起泡時無須添加。因此可以采取自控添加方法，根據(jù)起泡先兆，自控添加消泡劑。自控裝置要依據(jù)各種裝置的特點來設計，添加一些必要儀表控制。比較適合于自控添加的是，大型化工蒸餾塔、吸收塔、聚合釜等等。 7.2注意事項 7.

32、2.1 稀釋 消泡劑添加量一般很少，對于起泡體系添加的消泡劑活性含量從 1ppm100ppm,食品級的消泡劑一般建議用量10ppm。如此少量的消泡劑，要迅速分散必須稀釋。 本體型和溶劑型的消泡劑，須用溶劑或者起泡體系的液體稀釋；乳液型消泡劑，用水或起泡介質稀釋。 7.2.2 溫度 乳液型消泡劑只能用冷水稀釋，熱水稀釋會破乳。 7.2.3 稀釋濃度 稀釋劑的加入份數(shù)，最好按照產品信息上的指導進行。一般是加入 35 倍的稀釋液，最多也不要超過 10 倍。對于本體型的消泡劑，一般稀釋到活性含量為 510%即可。如果起泡體系有很好的攪拌分散裝置，乳液型消泡劑可以直接加入，無需稀釋。 稀釋時的濃度高分散

33、差，過低會使添加量增多，容器中添加許多無用成分，降低了消泡效果。 7.2.4 適用期 稀釋后的乳液由于表面活性劑濃度變低，乳液極不穩(wěn)定，很快分層而失效。適用期只有 24h,所以消泡劑要現(xiàn)配現(xiàn)用。 對于復配商，稀釋供應商高濃度的消泡劑要適當補加增稠劑和抗菌劑，才可延長消泡劑的適用期。 7.2.5添加量及添加時機 消泡劑的添加量和添加時機，用戶要進行試驗后確定。不能盲目進行，否則會造成不必要的浪費。 7.2.6 消泡劑的儲存及失效消泡劑的處理 本體型和溶劑型消泡劑貯存時間比乳液型的要長。乳液型消泡劑在貯存時要避免高溫或結冰。超過貯存期的乳液型消泡劑，發(fā)現(xiàn)已經分層或溶乳，可以用乳化設備進行"

34、;再生"處理。如果體系中含有增稠劑的，直接再生即可；如果無增稠劑，重新分散處理時，可適當補加乳化劑。經再生處理失效的消泡劑乳液，穩(wěn)定性不好，應盡快用完。8、幾種常用消泡劑 消泡劑的種類很多，目前效果較好并常用的就是以下三類消泡劑。 8.1 聚醚類消泡劑 種類挺多，主要有以下幾種： 8.1.1 GP 型消泡劑 以甘油為起始劑，由環(huán)氧丙烷，或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的混合物進行加成聚合而制成的 GP 型的消泡劑親水性差，在發(fā)泡介質中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的發(fā)酵液中。它的抑泡能力比消泡能力優(yōu)越，適宜在基礎培養(yǎng)基中加入，以抑制整個發(fā)酵過程的泡沫產生。 8.1.2 GPE 型消泡劑即泡敵 在

35、GP 型消泡劑的聚丙二醇鏈節(jié)末端再加成環(huán)氧乙烷，成為鏈端是親水基的聚氧 乙烯氧丙烯甘油，也叫。按照環(huán)氧乙烷加成量為 10%，20%，50%分別稱為 GPE10，GPE20，GPE50。 GPE 型消泡劑親水性較好，在發(fā)泡介質中易鋪展，消泡能力強，但溶解度也較大，消泡活性維持時間短，因此用在粘稠發(fā)酵液中效果較好。 8.1.3 GPES 型消泡劑是一種新的聚醚類消泡劑，在 GPE 型消泡劑鏈端用疏水基硬脂酸酯封頭，便形成兩端是疏水鏈，當中間隔有親水鏈的嵌段共聚物。這種結構的分子易于平臥狀聚集在氣液界面，因而表面活性強，消泡效率高。 8.2 有機硅消泡劑 8.2.1 有機硅消泡劑的特點： 1) 表面

36、張力小,二甲基硅油的表面張力比水、表面活性劑水溶液及一般油類低,因此有非常強的消泡效果,用量為起泡液的 5200ppm(指活性含量); 2) 非極性,在水、動植物油、高沸點礦物油中都不溶解,且活性高。一滴甲苯 液的硅油放在水面上,會在水面上 擴展,顯著降低水的表面張力.對大部分起泡體系都有消泡作用,抑泡持續(xù)性也非常好; 3）化學穩(wěn)定性、耐熱性較好; 4）生理惰性,可用于食品、化妝品、醫(yī)藥行業(yè); 5）品種型號多,可供多種發(fā)泡體系選擇。 8.2.2 有機硅消泡劑的種類： 1） 本體型:活性成分含量為 100%的油型(硅油)及油膏型(硅油+白炭黑)的消泡劑,主要用于非水體系。 2） 溶液型:硅油或硅

37、油膏用各種有機溶劑配制而成,主要用于非水體系,特別是油體系的消泡,比前者易分散.硅油用柴油稀釋可作潤滑油消泡劑,硅油膏用礦物油分散,用于紙漿黑液消泡。 3) 乳液型:是白炭黑油膏在乳化劑存在下與水經機械攪拌分散乳化配制的水包油(O/W)型乳液.主要用于水體系的消泡,是有機硅消泡劑的主要產品形態(tài)。 8.2.3 有機硅消泡劑的缺點： 1) 聚硅氧烷分散比較困難:聚硅氧烷難溶于水,妨礙了它在水體系中的分散,必須加分散劑.分散劑加多了,則乳液穩(wěn)定了,消泡效果會變差.必須少用乳化劑,使其消泡效果好,乳液又穩(wěn)定。 2）有機硅是油溶性的,降低了它在油體系中的消泡效果。 3）耐高溫、耐強堿性差。 8.3 聚醚

38、改性有機硅消泡劑 結合了聚醚跟有機硅消泡劑二者的優(yōu)點，具有無毒無害，對菌種無害，添加量極少，是一種高性價比的產品。 聚醚改性有機硅,是在硅氧烷分子中加入聚醚鏈段制得的共聚物。通過共聚反應,合成有 Si-O-C-和 Si-C-型支鏈的有機硅-聚醚共聚型消泡劑，即道康寧所述的 SPE(有機硅聚醚)。聚硅氧烷類消泡劑具有消泡迅速，抑泡時間長和安全無毒等特點，但它有以上三點缺點，影響了它的使用。聚醚類消泡劑水溶性好，耐高溫，耐強堿性強，但其消泡速度和抑泡時間都不甚理想。通過縮合技術接枝在聚硅氧烷鏈上引入聚醚鏈，使之具有二類消泡劑的優(yōu)點，成為一種性能優(yōu)良，有廣泛應用前景的消泡劑。在有機硅-聚醚共聚物的分

39、子中，硅氧烷段是親油基，聚醚段是親水基。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，對降低表面張力有較強的作用。聚醚端基的基團對硅醚共聚物的性能也有很強的影響。常見的端基有羥基、烷氧基、OAc 等。調節(jié)共聚物中硅氧烷段的相對分子質量，可以使共聚物突出或減弱有機硅的特性。同樣，改變聚醚段的相對分子質量，會增加或降低分子中有機硅的比例，對共聚物的性能也會產生影響。聚醚改性有機硅消泡劑很容易在水中乳化，亦稱作"自乳化型消泡劑"，在其濁點溫度以上時，失去對水的溶解性和機械穩(wěn)定性，并耐酸、堿和無機鹽，可用于苛刻條件下的消泡，廣泛用于滌綸織物高溫染色工藝、發(fā)酵工藝中的消泡。此外，也可用于二乙醇胺 硫體系的消泡及各種油劑、切削液、不凍液、水性油墨等體系的消泡，也適用于即印刷行業(yè)感光樹脂制版后，洗掉未固化樹脂的消泡，是一種很有代表性、性能優(yōu)良、用途廣泛的有機硅消泡劑。 自乳性消泡劑的特點：消泡效力好；逆溶解性(即在冷水中溶解，隨著溫度升高, 溶解度變低，出現(xiàn)混濁，此點溫度稱為濁點)，可用低于濁點的冷水沖洗消泡劑，進行設備清洗，高于濁點消泡；聚醚的濁點與聚醚的分子量有關，分子量高濁點低，