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消泡劑的原理是通過(guò)改變液體的表面張力來(lái)控制氣泡的形成和穩(wěn)定,從而達(dá)到或減少氣泡的效果。具體來(lái)說(shuō),消泡劑分子在液體表面吸附形成一層薄膜,降低液體與氣體之間的表面張力,使氣體難以在液體表面聚集形成氣泡,或者使已形成的氣泡迅速破裂。
在涂料中,產(chǎn)生泡的主要原因是體系表面張力不同,使涂料表面不平整等,此時(shí),就需要用到消泡劑,消泡劑顧名思義就是能夠泡沫的化學(xué)助劑。消泡劑主要分為三大類:有機(jī)硅類消泡劑、本地礦物油類消泡劑、同城聚醚消泡劑。其中有機(jī)硅消泡劑消泡能力強(qiáng),添加量少,成本低,但是易產(chǎn)生縮孔;礦物油消泡劑消泡和抑泡性能兼具,與涂料相容性好,不易產(chǎn)生油縮;聚醚消泡劑耐高溫,耐強(qiáng)堿,水分散性好。
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消泡劑通過(guò)多種機(jī)制有效地控制和不需要的泡沫。這些機(jī)制主要包括:降低表面張力。消泡劑添加到泡沫體系中,能夠顯著降低體系的表面張力,從而導(dǎo)致泡沫破裂。這是因?yàn)橄輨┩ǔT谒械娜芙舛容^小,所以它們集中在氣液界面,使得表面張力在局部降低,而周?chē)谋砻鎻埩缀鯖](méi)有變化。這種張力差異導(dǎo)致泡沫破裂。破壞膜彈性。消泡劑會(huì)向氣液界面擴(kuò)散,干擾具有穩(wěn)泡作用的表面活性劑的正常功能,從而減弱泡沫膜的彈性,導(dǎo)致氣泡破滅。促進(jìn)液膜排液。消泡劑能加速泡沫液膜中液體的排泄,導(dǎo)致液膜變薄直至破裂。泡沫排液的速率可以反映其穩(wěn)定性,因此加速泡沫排液的物質(zhì)也有消泡效果。添加疏水固體顆粒。在氣泡表面添加疏水固體顆粒,如某些油脂類物質(zhì),可以吸引表面活性劑的疏水端,使其產(chǎn)生親水性并進(jìn)入水相,從而破壞泡沫穩(wěn)定性。
消泡劑的種類繁多,根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以分為以下幾類:1. 按成分分類有機(jī)硅消泡劑:以有機(jī)硅為主要成分,具有消泡效果好、當(dāng)?shù)啬蜔嵝愿?、附近化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于造紙、涂料、附近石油化工等領(lǐng)域。聚醚消泡劑:由聚醚類化合物組成,具有良好的消泡和抑泡性能,對(duì)環(huán)境友好。適用于發(fā)酵、同城食品加工等領(lǐng)域。脂肪醇消泡劑:以脂肪醇為主要成分,消泡效果較好,價(jià)格相對(duì)較低。常用于造紙、同城紡織印染等領(lǐng)域。礦物油消泡劑:由礦物油和一些添加劑組成,消泡效果一般,但價(jià)格便宜。適用于一些對(duì)消泡要求不高的領(lǐng)域。2. 按形態(tài)分類固體消泡劑:通常為粉末狀或顆粒狀,使用時(shí)需要將其溶解或分散在水中或其他溶劑中。固體消泡劑具有穩(wěn)定性好、便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。液體消泡劑:呈液態(tài),使用方便,可以直接加入到需要消泡的體系中。液體消泡劑的消泡效果通常比固體消泡劑好。乳液消泡劑:由消泡劑和乳化劑等組成的乳液狀產(chǎn)品,具有良好的分散性和穩(wěn)定性。乳液消泡劑適用于各種水性體系。
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