消泡劑的分類

消泡劑的種類

消泡劑按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以有很多種方法，如按形式分可分為固體顆粒型、乳液型、分散體型、油型和膏型五大類；按消泡劑在不同工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可以分為紡織工業(yè)消泡劑、造紙工業(yè)消泡劑、涂料工業(yè)消泡劑、食品工業(yè)消泡劑和石油工業(yè)消泡劑等；按消泡劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成可以分為礦物油類、醇類、脂肪酸及脂肪酸酯類、酰胺類、磷酸酯類、有機(jī)硅類、聚醚類、聚醚改性聚硅氧烷類消泡劑。

以下對(duì)非硅型、聚醚型、有機(jī)硅型和聚醚改性有機(jī)硅型四個(gè)種類進(jìn)行介紹。

非硅型

非硅型消泡劑主要有醇類、脂肪酸、脂肪酸酯、磷酸酯類、礦物油類、酰胺類等有機(jī)物，酰胺中常用的有單酰胺、雙酰胺等，此外還有三烷基三聚氰胺、氰脲酰氯三聚氰胺、脂肪胺等其它含氮化合物；磷酸酯類包括單烷基、雙烷基磷酸酯和氟化烷基磷酸酯等，常用于洗漆劑產(chǎn)品的消泡；羧化物包括三類物質(zhì)：脂肪酸，如月桂酸、棕櫚酸等；脂肪酸酯，如脂肪酸甘油脂、動(dòng)植物油等；脂肪酸皂，如硬脂酸和棕櫚酸的鈣、鋁、鎂皂；脂肪醇、醚包括直鏈和支鏈醇、醚。

該類消泡劑價(jià)格低廉，它適合于在液體剪切力較小，所含表面活性劑發(fā)泡能力較溫和的條件下使用，它的制備原料易得、環(huán)保性能高、生產(chǎn)成本低，但對(duì)致密型泡沫的消泡效率較低，而且由于其專用性較強(qiáng)，市場(chǎng)份額已不斷萎縮。而在有些特殊的行業(yè)，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等，卻需要像聚四氟乙插這類耐酸堿的非硅型消泡劑。

聚醚型

聚醚型消泡劑是環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的共聚物，主要是利用其溶解性在不同溫度表現(xiàn)出的不同特性達(dá)到消泡作用。低溫下，聚醚分散到水中，當(dāng)溫度不斷升高時(shí)，聚醚親水性逐漸降低，直到濁點(diǎn)時(shí)，使聚醚成為不溶解狀態(tài)，這樣才發(fā)揮消泡作用。在制備過程中通過調(diào)節(jié)聚醚的種類及原料的比例就可改變其濁點(diǎn)，從而可以應(yīng)用在不同行業(yè)。

聚醚型消泡劑具有抑泡能力強(qiáng)、耐高溫等優(yōu)良性能，缺點(diǎn)是有一定毒性，使用條件受溫度限制，破泡速率不高，使用領(lǐng)域窄。泡沫如果產(chǎn)生的數(shù)量較多，其無法迅速消滅泡沫，必須有消泡劑重新加入其中，消泡效果才能體現(xiàn)出來。

聚醚型消泡劑主要分為GP型、GPE型、GPES型。

聚合環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷、或環(huán)氧丙烷與甘油即可獲得GP型。其在起泡介質(zhì)內(nèi)的抑泡能力要高于消泡能力。常用在生物農(nóng)藥、酵母等生產(chǎn)中做消泡劑。

GPE型消泡劑主要是將環(huán)氧乙烷加在聚丙二醇鏈段（GP型消泡劑）末端，變成親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油鏈端。其在介質(zhì)中易溶解，消泡能力強(qiáng)，但溶解度也較大，抑泡性能較差，常用于制藥工業(yè)做抗菌素發(fā)酵過程的消泡劑。

GPES型是在GPE型消泡劑鏈端用硬脂酸進(jìn)行酯化處理后得到一種新的聚醚型消泡劑。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的分子親油性增加，親水性降低，易于聚集在氣液界面，因而消泡效率高。

有機(jī)硅型

聚二甲基硅氧烷（也叫做硅油）是有機(jī)硅型消泡劑的主要成分。和H2O、普通油類相比，硅油表面張力更小，既適用于水基起泡體系，又適用于油性起泡體系。在H2O、普通油類中，硅油活性高、溶解度低，其基本特征表現(xiàn)在化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、使用范圍廣泛、揮發(fā)性低、無毒，且消泡能力比較突出等，缺點(diǎn)是抑泡性能較差。

這一類消泡劑的種類主要包括固體型、乳液型、溶液型和油型。

固體型消泡劑具有穩(wěn)定性好、工藝簡(jiǎn)單、便于運(yùn)輸、使用方便等特點(diǎn)。它對(duì)油相、水相均適用，介質(zhì)分散性也比較突出，在低（無）泡洗衣粉領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。

乳液型消泡劑中的硅油具有較大的張力，乳化難度系數(shù)大，乳化劑一旦選擇不當(dāng)，會(huì)造成消泡劑在短時(shí)間內(nèi)分層、變質(zhì)等現(xiàn)象。乳液的穩(wěn)定性對(duì)消泡劑質(zhì)量極為關(guān)鍵，因此乳液型硅類消泡劑的制備重點(diǎn)在于乳化劑選擇。同時(shí)乳液型消泡劑具有價(jià)格便宜、適用范圍廣泛、消泡效果明顯等特點(diǎn)，在有機(jī)硅消泡劑中用量最大。隨著配方技術(shù)的進(jìn)步，乳液型消泡劑會(huì)有較大發(fā)展。

溶液型消泡劑是硅油溶解在溶劑中制成的溶液，其消泡原理是：利用溶劑將硅油成分?jǐn)y帶且于起泡溶液內(nèi)分散，在這一過程中，硅油會(huì)逐步凝聚成微滴，由此完成消泡。硅油溶解在非水有機(jī)溶液體系中，例如多氯乙烷、甲苯等，可以作為油性溶液消泡。

硅油溶解在水相體系溶液中，例如乙二醇、甘油等，可以作為水性溶液消泡。需要注意的是，溶劑在提高消泡劑分散性的同時(shí)，其成本也會(huì)加大，其制備過程中攪動(dòng)的速度、力度如果不足，溶劑雖易得到擴(kuò)散，硅油卻凝聚成粒度大、消泡活性較差的油珠。

成本較高的二甲基硅油通常適合油溶性溶液的消泡。一般來說，高黏度的起泡體系選擇低黏度的消泡劑，低黏度的起泡體系選擇高黏度的消泡劑。

聚醚改性有機(jī)硅型

此類消泡劑是利用聚醚鏈段或聚硅氧烷鏈段改性接枝后獲得的硅醚共聚物，它是將兩者的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來得到一種新型高效消泡劑，具有分散性好、抑泡能力強(qiáng)、穩(wěn)定、無毒、揮發(fā)性低、消泡效力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

（1）聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑特點(diǎn)

逆溶解性：由于分子中含有聚醚鏈段，所以具備聚醚消泡劑的濁點(diǎn)特性，能基于體系消泡的溫度需求方便地選擇適用的聚硅氧烷聚醚型消泡劑。

自乳性：由于硅氧烷鏈段和聚醚鏈段對(duì)溶劑的憎、親性能不同，當(dāng)聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑加入溶劑中，聚醚鏈段伸展于外部、聚硅氧烷鏈段卷曲于內(nèi)部，所形成分散狀態(tài)即所謂的“自乳性”。消泡劑在自乳性作用下，可以迅速、均勻地分散于起泡液內(nèi)，其穩(wěn)定性較為突出，對(duì)抑泡、消泡功能的全面發(fā)揮有利。對(duì)聚醚鏈段、硅氧烷鏈段的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使消泡劑適用于不同性質(zhì)起泡溶液。

（2）聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑種類

根據(jù)內(nèi)部銜接方式不同，聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑可以分為以下兩類：

以酸為催化劑制備的－Si－O－C－鍵連接的共聚物，這種消泡劑易于水解，穩(wěn)定性較差。如果有胺類緩沖劑存在，可以進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間保留。但因其價(jià)格低，發(fā)展?jié)摿O為明顯。

－Si－C－鍵銜接的共聚物結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，在密閉條件下，可以保存兩年以上。但是由于生產(chǎn)過程中要使用價(jià)格昂貴的鉑為催化劑，使得此類消泡劑的生產(chǎn)成本高昂，所以并未得到廣泛應(yīng)用。