消泡剂的种类和原理
消泡剂的种类和原理 1、天然油脂（即豆油、(_tian ran you zhi _ji dou you _)玉米油等） 优点：来源容易，价格低，使用简单； 缺点： 如贮存不好，易变质，使酸值增高。 2、 聚醚类消泡剂 种类挺多，主要有以下几种： a.GP 型消泡剂 以甘油为起始剂，由环氧丙烷，或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物进行加成聚 合而制成的 GP 型的消泡剂亲水性差，在发泡介质中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的 发酵液中。它的抑泡能力比消泡能力优越 ，适宜在基础培养基中加入，以抑制 整个发酵过程的泡沫产生。 b.GPE 型消泡剂即泡敌 在 GP 型消泡剂的聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷， 成为链端是亲水基的 聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫。按照环氧乙烷加成量为10%，20%，…(__)…50% 分别称为 GPE10，GPE20，……GPE50。 GPE 型消泡剂亲水性较好，在发泡介质中易铺展，消泡能力强，但溶解度 也较大，消泡活性维持时间短，因此用在粘稠发酵液中效果较好。 c.GPES 型消泡剂：有一种新的聚醚类消泡剂，在 GPE 型消泡剂链端用疏 水基硬脂酸酯封头，便形成两端是疏水链，当中间隔有亲水链的嵌段共聚物。这 种结构的分子易于平卧状分散在气液界面，因而表面活性强，消泡效率高。 3、高碳醇 高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子，在水体系里是有效的消泡剂。七十年代 初钱苏联学者在阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂的水溶液中试验，提出醇 的消泡作用，与其在起泡液中的溶解度及扩散程度有关。C7~C9的醇是最有效 的消泡剂。 C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm， 含量为20~50% 的水乳液，即是水体系的消泡剂。 还有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡 作用，后者还可作为钱叔。 磷酸三丁酯 （CAS:126-73-8)做为古老的消泡剂， 仍然被工业界广泛使用着， 因其极低的表面张力（27.79 25℃)极低的水缺逶（0.61 25℃溶剂溶于水）消泡 效果明显但因其有刺激性及一定的毒性，较多用于不与食品/日用化妆品接触的 其余工业。 4、硅类 最常用的是聚二甲基硅氧烷，也称二甲基硅油。它表面能低，表面张力也较 低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主链为硅氧键，为非极性分子。 与极性溶剂水不亲和，与一般油的亲和性也罕濉。它挥发性低并具有化学惰性， 比较稳定且毒性小。纯粹的聚二甲基硅氧烷，不经分散处理难以作为消泡剂。可 能是由于它与水有高的界面张力，铺展系数低，不易分散在发泡介质上。因此将 硅油混入 SiO2气溶胶，所构成的复合物，即将疏水处理后的 SiO2气溶胶混入二 甲基硅油中，经一定温度、一定时间处理，就可制得。 有机硅消泡剂系由硅脂、乳化剂、防水剂、踌蜡剂等配以适量水经机械乳化 而成。其特点是表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低。它与水 及多数有机物不相混溶，对大多数气泡介质均能消泡。它具有较好的热稳定性， 其化学稳定性较好， 难与其余物质反应， 可在5℃-150℃宽广的温度范围内使用； 只要配置适当，可在酸、碱、盐溶液中使用，无损产品质量；它还具有生理惰性 LD250g/Kg 鼠，通常用于食品和医药行业。它对一切气泡体系兼具有抑泡、破 泡功能，隶属广谱型消泡剂范畴。它被广泛用于洗涤剂、造纸、纸浆、制糖、电 镀、化肥、助剂、废水处理等生产过程中的消泡。在石油工业中，它被大量用于 天然气的脱硫，加速油气分离；它还被用于乙二醇的干燥、芳香烃的萃取、沥青 的加工、润滑油的脱蜡等装置中控制或抑制气泡。在纺织工业中，它用于染色、 精练、上浆等过程中的消泡；在化学工业中它被用于合成树脂、胶乳、涂料、油 墨等过程中的消泡；在食品工业中它被用于各种浓缩、发酵、蒸馏过程的消泡。 可将硅脂涂在锅壁上、出口处或涂在金属网上，进行消泡。将硅脂配成溶液，可 用于油相系统消泡。 将硅脂加低粘度硅油配成水乳液， 可用于多种水相系统消泡。 在医学上，通常用于患者术钱、X 光和胃镜检查钱清除脏器或胃内器官的胀气。 消泡剂大致可分两类:一类能消除已产生的气泡如乙醇等;另一类则能抑制气 泡的形成如乳化硅油等。我国许可使用的消泡剂有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复 合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚 和聚氧丙烯 5、聚醚改性硅 结合了聚醚跟有机硅消泡剂二者的优点，具有无毒无害，对菌种无害，添加 量极少，是一种高性价比的产品。 聚醚改性有机硅，是在硅氧烷分子中因如聚醚链段制得的聚醚 - 硅氧烷共聚物 （简称硅醚共聚物） 。聚硅氧烷类消泡剂具有消泡迅速，抑泡时间长和安全无毒 等特点，但它难溶于水，耐高温，耐强碱性差，聚醚类消泡剂水缺逶好，耐高温， 耐强碱性强，但其消泡速度和抑泡时间都不甚理想，经过缩合技术接枝在聚硅氧 烷链上引入聚醚链，使之具有二类消泡剂的优点，成为一种性能优良，有广泛 应用钱景的消泡剂。在硅醚共聚物的分子中，硅氧烷段是亲油基，聚醚段是亲水 基。聚醚链段中聚环氧乙烷链节能提供亲水性和起泡性，聚环氧丙烷链节能提供 疏水性和渗透力，对降低表面张力有较强的作用。聚醚端基的基团对硅醚共聚物 的性能也有很强的影响。常见的端基有羟基、烷氧基等。调节共聚物中硅氧烷段 的相对分子质量，可以使共聚物突出或减弱有机硅的特性。 同样，改变聚醚段的相对分子质量，会增加或降低分子中有机硅的比例，对 共聚物的性能也会产生影响。聚醚改性有机硅消泡剂很容易在水中乳化，亦称作 “自乳化型消泡剂”，在其浊点温度以上时，失去对水的溶解性和机械稳定性，并 耐酸、 碱和无机盐， 可用于苛刻条件下的消泡， 广泛用于涤纶织物高温染色工艺、 发酵工艺中的消泡。此外，也可用于二乙醇胺脱硫体系的消泡及各种油剂、切削 液、不冻押、水性油墨等体系的消泡，也适用于即印刷行业感光树脂制版后，洗 掉未固化树脂的消泡， 是一种很有代表性、 性能优良、 用途广泛的有机硅消泡剂。 聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配合 而成，以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡体系中一类理想的消泡剂，就是 因为其不溶于水，较难乳化，聚二甲基硅氧烷比碳链烃表面性能低，因此比通常 在纺织业中应用的表面活性剂表面张力更低。 单纯的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差 而迟缓，消泡作用须要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。 6、新型自乳化消泡剂 含特殊改性的聚硅氧烷。具有极好的耐热性和耐酸碱性及化学稳定性，可在 很宽的温度范围内广泛用于各种恶劣体系的泡沫消去和抑制。 7、 聚硅氧烷消泡剂 聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配 合而成，以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡(xiao pao)剂是消泡体系中一类理想的 消泡剂， 就是因为其不溶于水， 较难乳化， 聚二甲基硅氧烷比碳链烃表面性能低， 因此比通常在纺织业中应用的表面活性剂表面张力更低。 单纯的聚二甲基硅氧烷 抑泡性能差而迟缓，消泡作用须要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，两种组成物质产生了良好的消泡效 果。 聚硅氧烷消泡剂由于有优良的消泡效能及其余优点， 已在许多领域广泛应用， 特别是在纺织物染整加工中，发展尤为迅速，研究发现，以聚二甲基硅氧烷和聚 乙烯的共聚物为基材的硅酮乙二醇类消泡剂，由于特殊的溶解性能，在喷射染色 和其余纺织物加工中，具有理想的消泡效果。1
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