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气泡在我们生活中是一种常见的现象,但是大量的气泡聚集并连续分布在液体中时就形成了泡沫。大量的泡沫存在于生活和生产中,不仅影响了工作的正常进行,还会对环境造成一定的污染,所以泡沫是一件非常必要的工作。
通常情况下,为了能够快速实现消泡,大多数企业会添加消泡剂进行消泡,不过消泡剂的种类较多,所以我就以有机硅消泡剂为例给大家介绍一下有机硅消泡剂的消泡过程及原理。
有机硅消泡剂如何实现消泡过程?原理是什么?
将有机硅消泡剂添加到发泡体系中之后,可快速分散其中,而表面活性剂分子在气泡表面定向排列,当有机硅消泡剂达到一定浓度时,表面活性剂分子足够多的时候,就会在气泡壁形成一层薄膜,并降低其表面张力,从而增加了气液接触面,终使形成的气泡不易合并而破裂。
由于暴露在空气中的气泡膜具有双分子膜结构,想要泡沫,就要破坏和抑制气液间薄膜的形成,因此所添加的有机硅消泡剂必须能在溶液表面快速铺展,进入泡沫的双分子定向膜,破坏膜的力学平衡,从而达到消泡目的。
对于一般的有机化合物,它们的铺展系数很小,在化学性能上也是惰性的,所以单纯的硅油是不能作为消泡剂的,但是将其乳化后形成有机硅消泡剂,就能在溶液表面快速铺展,并且使用较少的量就能到达很多好的消泡效果。
消泡剂,也称消沫剂,原理有以下几点:
(1)泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭
该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸, 破裂。
(2)破坏膜弹性而导致气泡破灭
消泡剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散,使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。
(3)促使液膜排液
消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭,泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性,添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起到消泡作用。
(4)添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭
在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入水相,从而起到消泡的作用。
(5)增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭
某些能与溶液充分混合的低分子物质,可以使气泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低。有这种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层的表面活性剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间的紧密程度,从而减弱了泡沫的稳定性。
(6)电解质瓦解表面活性剂双电层
对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用,产生稳定性的起泡液,加入普通的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。
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