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不同类型消泡剂的消泡机理


关于消泡剂的作用机理至今还没有统一的认识,根据前人所提出的消泡剂机理,大致有以下几种: 
典型的具有概括性的消泡机理是Robinson消泡机理和罗斯假说。其中Robinson机理是罗斯假说的基础,它主要强调了消泡剂破坏泡沫的排液和Marangoni效应实现消泡;罗斯假设是在消泡剂颗粒为非可溶小滴物质的基础上进行的,而实际上有的消泡剂产生消泡作用是在溶解状态下进行的,所以罗斯假说的消泡机理并不全面。 
聚硅氧烷消泡剂的作用机理
具有代表性的聚硅氧烷消泡机理主要有“架桥-铺展”机理、“架桥-脱湿”机理、“铺展-液体夹带”机理等。“架桥-铺展”机理主要从“聚硅氧烷自身张力比较低,容易在液膜上铺展”这一基本点出发,它强调的是消泡剂液滴易变形,但是这种理论不能解释单独的聚硅氧烷与聚硅氧烷和固体离子混合物作为消泡剂时之间的消泡差异。“架桥-脱湿”机理主要是从聚硅氧烷自身具有疏水性的角度出发,但对于粘度很大的聚硅氧烷的消泡作用就不能很好的解释。“铺展-液体夹带”机理尚不能被证实,因为有些事实表明聚硅氧烷有时候并没有在泡膜表面铺展,可是同样可以破泡。
疏水固体颗粒的消泡机理
疏水性的固体颗粒在泡沫体系中,首先会吸引表面活性剂的疏水端,使得疏水性的固体颗粒变为亲水性的,从而降低了泡膜中表面活性剂的浓度,促使泡沫破裂。这种消泡机理不能解释其它消泡剂的作用机理,过于片面。还有些泡沫破裂的原因是消泡剂扩展作用产生的冲击、使表面活性剂被增溶破泡、电解质瓦解液膜表面双电层的破泡等。从以上这些消泡机理可以看出,每种消泡剂对不同的泡沫体系,其作用的侧重点不同,但都是通过破坏泡沫的稳定因素实现消泡。
聚醚改性硅油的消泡机理
对聚醚改性硅油作为消泡剂的消泡过程解释,最为完备的消泡机理有:“桥连-拉伸”机理、“桥连-排湿”机理两种。
“桥连—拉伸”机理:消泡剂的表面张力远远低于液膜的表面张力,消泡剂的液滴得以在液膜表面持续铺展、深入,泡沫局部液膜继续变薄,最终形成油在水中间的桥连,油相、水相的表面张力相差甚远,油相在周围水相不断地牵引下,拉长变薄,形变超过一定范围后,液膜被破坏,导致泡沫破裂。
“桥连—排湿”机理:向起泡液中加入固体疏水颗粒消泡剂后,消泡剂立即在泡沫体系中分布开来,疏水颗粒固定在泡沫液膜表面,当固体颗粒与液膜之间具有足够的疏水角,固体颗粒与周围的液膜有着相反接触面,成为周围液膜之间的桥连,最终能穿破泡沫液膜,进入到泡沫中去。
“桥连—拉伸”机理基于硅油独特的低表面张力极易铺展的特点,指出消泡剂液滴能够产生不同程度的变形,但该机理难以说明硅膏与纯硅油区别;“桥连—排湿”机理基于硅油的亲油性,能够说明低粘度聚醚改性硅油的作用原理。因此,聚醚改性硅油消泡剂具备消泡的三个特点:首先基本上不溶于起泡液(溶解的多半有助泡作用);其次表面张力要低于起泡液;最后能迅速地分散在起泡液中。只有溶解性小而分散性大的物质,才能成为破泡及抑泡能力较好的消泡剂,以最大限度地提高其分散性,做到抑泡、破泡双管齐下。
美国胶体化学家罗斯(Ross,S. )曾经明确地说过:没有任何一种消泡机理能涵盖所有的消泡现象,各式各样、纷繁错杂的消泡剂,可以对应着多种消泡机理。

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