消泡剂又称防沫剂,用以消除和抑制工业生产中产生的有害泡沫。其消泡方法主要有物理、机械、化学三种。通常指的是化学法,即将某些化学试剂,加到起泡液中,消除或抑制泡沫的生成。

工业上常用的消泡剂一般可分为有机消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚型消泡剂等三类。其中有机硅消泡剂因具有消泡力强、使用浓度低且对人类和环境基本无毒的特点,越来越受到人们的欢迎。

1、有机消泡剂

有机消泡剂是指以脂肪酰胺、磷酸脂、醇、醚等有机化合物为主的一类消泡剂。如脂肪酸及其甘油酯类,碳数高些的乙基已醇和带二异丁基的中碳醇,还有表面活性剂失水梨醇脂肪酸酯等。有机消泡剂适合在液体剪切力较小,所含表面活性剂发泡能力较温和的条件下使用。

但对致密型泡沫的消除能力较差,市场份额已不断萎缩,因此在应用上有局限性。有些特殊的行业,如强酸、强碱等,就需要象聚四氟乙烯这类耐酸碱的有机消泡剂。

2、有机硅消泡剂

有机硅消泡剂可由二甲基硅油和ＳｉＯ2按一定比例复合而成。这样制成的消泡剂具有不溶于水、难乳化、表面黏度低、表面张力比一些表面活性剂要低及能干扰泡沫膜的表面弹性等特性。特别对油溶性溶液的消泡效果较好;改性复合有机硅消泡乳剂的扩散性、消泡能力和作用性能更好。国内外目前大量使用的消泡剂多属此类。

有机硅型消泡剂目前应用范围最广,其用量小(10～100μｇ/ｇ)、消泡能力强、挥发性低、抗氧化性低、无毒、无味、无副作用。

按状态可分为油型、溶液型、乳液型、改性油型及粉末型等,其中乳液型使用面最广、用量最大,其活性成分主要是甲基硅油、二甲基硅油、苯基硅油、疏水二氧化硅(白炭黑)、聚硅氧烷聚醚(-Ｓｉ-Ｏ-Ｃ-)等。

硅油型消泡剂具有较高的消泡效能,由于其乳化问题复杂,若乳化不完全,使用时破乳将严重影响应用效果。它对油溶性溶液的消泡是令人满意的,改性硅油消泡剂在水体系中消泡很好。

在实际应用中人们发现,当乳化剂中有机硅颗粒直径小于2μｍ时消泡能力很弱。这是因为消泡剂液滴太小,很容易被乳化或扩散进入主体液中而无法在液-空气交界面上排列起消泡作用。相反,当颗粒直径大于50μｍ时,除非乳剂浓得能滞缓分层,否则贮存稳定性很差。

另外,颗粒过大,在稀释进入发泡系统时有机硅还可能“油析”出来而降低消泡能力,并会产生油污。颗粒大小可通过选用适当的表面活性剂及乳化设备来控制。

另外,在配制消泡液时可用一些浓集剂,浓集剂的作用是提高乳液的黏度,防止颗粒相互凝结。适于有机硅消泡剂的浓集剂有羟乙基纤维素、藻朊酸盐衍生物、合成羟乙烯基聚合物等。

3、聚醚型消泡剂

聚醚消泡剂是近年来随着聚醚工业的迅速发展而开发的一类消泡剂,在制备中通过调节氧乙烯、氧丙烯的比值及分子量,就可改善其水溶性和油溶性,大大降低发泡液的表面能力,迅速分散泡沫,具有很好的消泡、抑泡能力。

聚醚型消泡剂主要有以下几种:①直链聚醚,如聚氧乙烯、聚氧丙烯等;②端基由醇、氨(胺)、或酯化的聚醚衍生物,此类消泡剂表面活性强,消泡能力高。分子量是聚醚的重要特性之一,而聚醚的浊点则与分子量和水溶液的ｐＨ值有关。

总体来说,聚醚型消泡剂的扩展系数较大,因此破坏泡沫作用很强,但抑泡作用很差;有机硅类的扩展系数很小,单纯的有机硅如二甲基聚硅氧烷无消泡作用,而将其乳化后,表面张力迅速降低,使用很少量即能达到很强的破泡和抑泡作用。