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聚醚改性有机硅,是在硅氧烷分子中引入聚醚链段制得的聚醚-硅氧烷共聚物(简称硅醚共聚物)。聚醚改性有机硅消泡剂是将两者的优点有机结合起来的一种新型消泡剂。它是选择具有较强抑泡能力的聚醚和疏水性强、破泡迅速的二甲基硅油为主要成分,匹配能使硅油与聚醚有机结合起来的乳化剂、稳定剂等成分组成的消泡剂。它具有表面张力低、消泡迅速、抑泡时间长、成本低、用量少、应用面广等特点。对有机硅进行聚醚改性,使之具有二类消泡剂的优点,成为一种性能优良,有广泛应用前景的消泡剂。
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,聚环氧乙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。聚醚链端的基团对硅醚共聚物的性能也有很大的影响。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。
消泡剂易于在溶液表面铺展,自动在泡沫表面展开,会带走邻近表面的一层溶液,使液膜局部变薄,达到临界厚度,液膜破裂,泡沫破坏。消泡剂在溶液表面铺展越快,则使液膜变的越薄,泡沫破坏速度加快,消泡作用加强。因此,消泡的原因一方面在于易于铺展,吸附的消泡剂分子取代了起泡剂分子,形成了强度较差的膜。同时在铺展过程中带走邻近表面层的部分溶液,使泡沫液膜变薄,降低了泡沫的稳定性,使之易于破坏。
一种的消泡剂必须同时兼顾消、抑泡作用,即不但应该迅速使泡沫破坏,而且能在相当长的时间内防止泡沫生成。发生此种情况的原因,可能与溶液中起泡剂(表面活性剂)的临界胶束浓度是否超过有关。在超过的溶液中,消泡剂(一般为有机液体)有可能被增溶,以致于失去在表面铺展的作用,消泡效力大减。经过一段时间后,随着消泡剂被逐步增溶,消泡效果相应减弱。
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能起泡的介质有如表面活性剂,在气泡表面吸附着定向排列的一层表面活性剂分子,当其达到一定浓度时,气泡壁就形成了一层坚固的薄膜。表面活性剂吸附在气液界面上,造成液面表面张力下降,从而增加了气液接触面,这样气泡就不易合并。气泡的相对密度比液体本身小得多,当上升的气泡透过液面时,又把液面上的一层表面活性剂分子吸附上去。因此,暴露在空气中的吸附有表面活性剂的气泡膜和溶液里的气泡膜不一样,它包有两层表面活性剂分子,形成双分子膜,被吸附的表面活性剂对液膜具有保护作用。消泡剂就是要破坏和抑制此薄膜的形成,消泡剂进入泡沫的双分子定向膜,破坏定向膜的力学平衡而达到破泡作用。