内容发布更新时间 : 2024/6/16 18:48:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

固体消泡剂的研究

介绍了固体消泡剂的合成方法以及市场应用，对固体消泡剂的市场调研。

一：消泡剂背景介绍

泡和泡沫是由于表面作用而生成的。当不溶性气体被周围的液体所包围时，瞬时会生成疏水基伸向气泡内部，亲水基伸向液体，形成一种极薄的吸附膜，膜由于表面张力作用而呈球状，形成为泡。由于气液两相密度相差大，液相中的气泡通常会很快上升到液面，如果液面上存在一层较稳定的液膜，大量气泡集聚就形成了泡沫层。目前国内外市场上的商品消泡剂品种繁多，性能各异，按消泡剂的形式可分为油型、溶液型、乳液型、粉末型和复合型；按消泡剂的组成可分为聚醚型、有机硅型、非硅型和硅醚混合型[1]。

消泡就是泡沫稳定化的反过程，从机理上看，,它包括两个方面:一是抑制泡沫的产生,二是消除已产生的气泡。相应地，消泡剂就是能改变体系的界面状态，破坏或抑制泡沫的物质。消泡剂具有较高的表面活性，能形成新的表面膜或改变原表面膜,降低泡沫的强度[2]。

二：固体消泡剂制备方法

固体有机硅消泡剂制备工艺简单,贮存稳定性好，便于运输,通过改变其载体或助剂，既能用于水相，又能用于油相,且有较好的介质分散性，因此固体有机硅消泡剂除用于无泡、低泡洗衣粉生产外，也已向其他使用液体消泡剂的领域渗透。

固体有机硅消泡剂通常由活性组分、载体和助剂三部分组成。活性组分是有机硅化合物如二甲基硅油、二甲基硅油一二氧化硅的分散体、聚醚改性的亲水型有机硅化合物以及有机硅乳液型消泡剂等。载体主要有碳酸钠、二氧化硅、氟石、聚乙烯醇、醋酸乙烯-丙烯酸共聚物、高分子量聚醚等。而助剂主要是起粘接、成膜、包裹等作用, 如淀粉、羧甲基纤维素、硅酸钠、脂肪醇、脂肪酸酯[3-4]。

固体有机硅消泡剂的制备方法可分为三种: (1)活性组分直接分散在固体载体表面; (2) 活性组分与软化点较低的脂肪醇、脂肪酸、脂肪酰胺、脂肪酸酯、石蜡等物质一起熔融,再将熔融体附着在载体的表面; (3) 活性组分与成膜物质混合,使成膜物质包封在消泡组分的外部。其中,第一种方法制备的消泡剂适用温度范围宽,第三种方法制备的消泡剂稳定性强[5-6]。

三：固体消泡剂研究进展及应用

韩玉林等[7]以有机硅油、聚氧丙烯和聚氧乙烯多元醇单油酸酯等为消泡成分，以4A沸石、食盐为载体，经混合、粉碎制得固体消泡剂，应用于造纸行业的不同工序、不同纸张类型的生产过程，性能良好。沈玉龙等[8]用聚二甲基硅油、含氢聚二甲基硅油、气相法白碳黑、复合乳化剂、消泡增效剂和赋形剂混配制得固体型有机硅消泡剂。具有良好的消泡抑泡性能、稳定性好、耐氧化、不易挥发、酸碱、适应范围广用量一般为0.01% - 0.1%，根据需要可任意调节加入量，该产品已实现工业化生产，取得良好的效果。Yamada et al [9] 提出了固体消泡剂的制备方法，其消泡配方成分包括固体非离子型表面活性剂（甘油脂肪酯和丙二醇脂肪酯）、固体水溶性聚合物（聚羧乙烯、聚乙烯醇类）、高纯氧化硅和硅油复配的有机硅混合物。用于水体系除泡，尤其是污水的处理，稳定性好。吴飞等[10]在结构剂中引入聚丙烯酸，并将结构剂聚丙烯酸和下面物质中的一种或混合物（羧甲基纤维素钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾和聚乙烯吡咯烷酮）以任意比例混合，与消泡活性物质硅脂混合并附聚到载体（元明粉、三聚磷酸钠、变性淀粉、沸石、碳酸钙和硅藻土）上，得到的固体消泡剂由于内部水溶性直链高分子聚合物的作用，吸湿性较强，遇水膨胀，分散性较好，使得消泡活性物质向水中迁移，有效解决了消泡剂在储存过程中发生衰减的问题，从而长期的发挥其消抑泡作用。吴飞等[11]用高粘度硅脂和低粘度硅脂以任意比例复配形成主要消泡物质，通过复配很好地解决了高粘度硅脂释放慢和低粘度硅脂抑泡性能差的问题，使产品能兼顾到消泡和抑泡性能。消泡物质与乳化剂（非离子型表面活性剂，山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚或蓖麻油聚氧乙烯醚）充分混合，吸附至有机载体上（包括糊精、淀粉、变性淀粉、聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素及羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇），然后通过造粒和干燥完成产品的制备。制备的产品流动性好、抑泡性能好、长期储存性能不衰减。池跃芹等[12]采用有机硅乳液（由硅脂、硅聚醚、乳化剂非离子型表面活性剂和去离子水制备而成）来代替硅脂，并将有机硅乳液分步附聚到载体（优选淀粉和颗粒目数大于300目的硫酸盐和碳酸盐）上，形成两个硅脂“层面”吸附，减少了一次性附聚混合所产生的硅脂浓度梯度太大、硅脂分布不均匀的问题，使得消泡剂颗粒外部和内部都有足够的消泡组分，能起到缓慢释放的作用，从而提高产品的消泡、抑泡和稳定性能。应用于洗衣粉中时，在洗涤初期和洗涤后期都能保持很好的消抑泡效果且产品的消泡稳定性更优良。池跃芹等[13]以低粘度聚硅氧烷和交联的高粘度硅脂的混合物为主要消泡物质，将其与乳化剂（优选非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚）充分混合，吸附到固体有机载体（糊精、淀粉、变性淀

粉、聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中一种或其混合物），再加入结构剂（丙烯酸马来酸共聚物、柠檬酸钠、柠檬酸钾、烷基糖苷、羟基亚乙基二磷酸、乙二胺二琥珀酸钠），通过造粒、干燥工序形成流动性好的颗粒。制备的产品流动性好、抑泡性能好、长期储存性能不衰减。关文华等[14]用耐高温的聚醚改性有机硅、甘油聚醚、甘油酯及分散复合乳化剂作为消泡剂主体成分，以斯潘类、吐温类、烷基酚聚氧乙烯醚类、季铵盐型阳离子表面活性剂复合成为复合乳化剂；选用磷酸盐、硝酸盐、碳酸盐、氯酸盐类等无机盐复合作为消泡剂主载体。按配方设计比例复配得到耐高温固体消泡剂，不仅解决了消泡成分的扩散和乳化问题，同时固体消泡剂在运输、贮存、使用等方面更加方便。耐高温固体消泡剂，在造纸、发酵、制糖、纺织、印染、化工、涂料、石油采炼、农药和医药的高温或低温生产中消泡和抑泡方面的应用。

Fang等[15]提供了一种固体消泡剂的制备方法。将5-40 wt%植物油或椰子油加入到20-40 wt%的氢氧化钠水溶液中完成皂化反应，然后加入液体体泡剂或者30-60 wt%有机硅消泡剂充分搅拌，加入少量琼脂和粉末活性炭搅拌均匀，得到固体消泡剂。张振文等[16]在分析气田泡排现状、现有消泡工艺优缺点的基础上，研制出了一种固体消泡剂，并在多口气井开展了现场试验。固体消泡装置安装在采气树管组至集气站间采气管线上的地面装置内，消泡距离长，相比液体消泡工艺更为简便、快捷；固体消泡工艺的消泡成本只占液体消泡成本的一半，是一种低成本高效率的消泡工艺。南宁凤凰纸业有限公司[17]采用T - 9 0 0 2 A 固体消泡剂用于造纸中废水的处理，效果良好，节支显著。T-9002A固体消泡剂是一种主要成分为脂肪酸脂类物质的新型固体消泡剂外观为凝膏状固体，颜色为棕黑色，易溶于水。其消泡机理是当流动的废水与消泡剂接触后消泡剂缓慢溶出并与废水中的泡沫发生作用使泡沫被破坏消解或得到抑制。Edward等[18]报道了一种 (Dow Corning 1920型粉末消泡剂)或两种粉末型消泡剂 (1920型粉末消泡剂和Nofome 354)分别与一种或多种有机酸载体 (己二酸、戊二酸、丁二酸、山梨酸)复配得到固体型消泡剂，应用于非离子表面活性剂水溶液的脱泡研究，发现1920型粉末消泡剂和山梨酸复合消泡剂消泡效果差。然而这一类的消泡剂实际应用于污水处理需要外加加热装置去加热污水池，实现消泡剂熔化和分散。由于耗能较大，因而其工业化应用可能性不大。

四：固体消泡剂国内外市场