聚硅氧烷消泡剂的主要作用,就是在液体-空气界面上取代泡沫稳定剂。为了取代泡沫表面的这些稳定的表面活性剂,消泡剂必须比要取代的表面活性剂更具表面活性,从而能自发地进入气泡并在它们之间铺展、排斥稳定的表面活性剂,阻止液膜的自修复。当表面粘度对稳定泡沫起作用时,表面活性剂用一非氢键物质取代,将使液膜更迅速地排水,最好是这类物质不提供表面粘度和没有任何电的或熵的相斥效果。
其次,聚硅氧烷消泡剂必须不溶于发泡介质中,并在液体-空气界面上取向。消泡剂在体系中抗增溶或乳化越强,则其消泡效果越好,越持久。对有效的消泡,再一个关键是消泡剂在泡沫很大的表面积上具有铺展这些不溶解的低表面张力物质的能力。综上所述,一种好的聚硅氧烷消泡剂应有如下特性:比发泡介质有较低的表面张力;在发泡介质中不溶,抗乳化和化学降解;有很高的铺展速率;非极性,从而不提供体系的表面粘度;对人和环境无毒性;对废水的ＢＯＤ、ＣＯＤ和ＴＯＤ的影响很小;没有副作用,例如纺织物污点和可燃性等等。聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲基硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物适当配合而成。以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡剂体系中一类理想的聚硅氧烷消泡剂,就是因为其不溶于水,较难乳化。硅氧链为非极性分子,具有很强的拒水性。聚二甲基硅氧烷比碳链烃表面能低,因此比通常在纺织工业中应用的表面活性剂表面张力更低。同时也具有极低的表面粘度,而且其化学惰性对人体和环境影响极小。
但是,我们在试验中发现,单独的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而迟缓,消泡作用需要由二氧化硅粒子来加强。二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的空气-水界面上并进入气泡液膜,由于其疏水性,与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90°,从而迫使发泡液体从固体疏水粒子表面排开,引起泡沫的局部迅速排液而导致破裂。这样,由于协同作用,两种组成物产生了良好的消泡效果。
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