泡沫的衰減機(jī)理
在重力和壓力差存在的條件下泡沫的液膜會(huì)不均衡的流動(dòng)排液,氣泡中的氣體也會(huì)因?yàn)榕菽蛇厜毫Σ畈煌脑虿粩嗟陌l(fā)生擴(kuò)散滲透,所以泡沫本身的不穩(wěn)定性主要從動(dòng)力學(xué)方面得以體現(xiàn)。
其衰減的機(jī)理主要有氣體透過(guò)液膜的擴(kuò)散和液膜的排液這兩個(gè)方面,這兩種性質(zhì)是泡沫本身固有的屬性,與表面活性劑的存在與否都沒(méi)有關(guān)系,但是這兩種衰減機(jī)理,只在泡沫體系形成的初始階段作用比較明顯,隨著泡沫體系的衰減,這兩種作用逐漸減弱,使得泡沫衰減的速率逐漸變慢。
疏水固體顆粒的消泡機(jī)理:
疏水性的固體顆粒在泡沫體系中,首先會(huì)吸引表面活性劑的疏水端,使得疏水性的固體顆粒變?yōu)橛H水性的,從而降低了泡膜中表面活性劑的濃度,促使泡沫破裂。這種消泡機(jī)理不能解釋其它消泡劑的作用機(jī)理,過(guò)于片面。還有些泡沫破裂的原因是消泡劑擴(kuò)展作用產(chǎn)生的沖擊、使表面活性劑被增溶破泡、電解質(zhì)瓦解液膜表面雙電層的破泡等。從以上這些消泡機(jī)理可以看出,每種消泡劑對(duì)不同的泡沫體系,其作用的側(cè)重點(diǎn)不同,但都是通過(guò)破壞泡沫的穩(wěn)定因素實(shí)現(xiàn)消泡。
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。
理想的消泡劑其物化性能必須滿足使用體系的要求。一般地說(shuō),選擇消泡劑時(shí)必須考慮下列要求:
(1)消泡能力強(qiáng),使用極少量時(shí)就能有效消除泡沫;
(2) 具有比被消泡體系更低的表面張力;
(3) 消泡劑加入以后不影響被消泡體系的基本性能;
(4)不溶于被消泡體系,也不易被體系中的表面活性劑所增溶;
(5)表面張力平衡性要好;
(6)不與被消泡介質(zhì)反應(yīng),也不會(huì)被其分解降解,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性;
(7)具有良好的擴(kuò)散性和滲透性,在泡沫介質(zhì)中具有正的擴(kuò)散系數(shù),在泡沫表面有很快的鋪展能力;
(8)耐熱性能好,在高溫時(shí)不會(huì)失去效力;
(9)具有良好的氣體溶解性和透過(guò)性;
(10)在被消泡體系中具有高的生理活性和性,消泡劑本身為性或低毒性物質(zhì);
(11)具有低的化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和總需氧量(TOD);
(12) 具有良好的貯存穩(wěn)定性;
(13) 具有長(zhǎng)時(shí)間的消泡效應(yīng),有的消泡劑能迅速消泡,但時(shí)間一長(zhǎng)即失效;
(14) 成本低;
(15)不增加表面活性劑水溶液的表面黏度。