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这次的主题是消泡剂厂家跟你聊一聊聚硅氧烷消泡剂的实际及理论。
聚硅氧烷消泡剂的实际及理论
1 外表活性剂溶液的起泡原理 在纺织物染整加工中,搅动和使用各种外表活性剂,溶液常会呈现泡沫,使用消泡剂消泡已被人们所熟知。泡沫在热力学上应是一种不波动体系,有外表积自行减少的趋向,气泡壁液膜由于外表张力差别和重力的缘由会自行排水,液膜变薄,及至临界厚度时自行决裂。但是,在很多纺织物染整加工进程中都市发生波动而耐久的泡沫。外表化学的研讨曾经确认,泡沫液膜的弹性、外表粘度、双熵层和双电层的相斥、气泡间气体分散的削弱等一些要素,惹起了泡沫较为波动而耐久的存在。液膜弹性,每每是泡沫波动的次要要素。普通状况下,构成的气泡的巨细总是不平均的,小泡中的气体压力比大泡高,以是两个巨细差别的气泡,从开端构成起,小泡中的气体由于压力较大,会透过液膜分散至高压的大泡中,形成小泡变小直至消逝,大泡变大直至决裂。相邻的两个气泡构成时,即便巨细相差不大,但随着气体的分散,它们之间的差别逐步增大,以是气泡的减少和扩展是必定会发作的。但是,当气泡扩展而泡壁遭到拉伸,构成能够决裂的部分变薄时,在此处的外表活性剂浓度由于这种拉伸而低落,同时外表张力增大,于是发生了一个向内指向变薄处中央的力,牵引周围临近的液体向变薄处增厚,避免了变薄处进一步变薄,没有变薄局部的外表活性剂分子也向变薄处迁徙,规复外表分子的密度,这种抵挡液膜变薄的自修复才能,即为液膜的弹性。外表粘度,是由液体外表中相邻外表活性剂分子间互相作用惹起的。比方在典范的非离子外表活性剂中,外表活性剂的聚氧乙烯端与其相邻的外表活性剂能构成氢键。外表粘度的存在,一方面进步了液膜的强度,另一方面避免或减缓泡壁液膜的排水速率,使泡沫波动。泡沫体系的粘度越高,撤除扣留的氛围和决裂泡沫就越难。双电层和熵的相斥。溶液中的阴离子外表活性剂集聚集在气泡液膜的两侧,构成一层带负电的外表,在气泡泡壁变薄的进程中,当泡壁液膜绝对的两侧变得充足严密时,惹起了静电相斥。与此类似,溶液中存在非离子外表活性剂时,其聚氧乙烯末了的混淆熵大到足以互相浸透。这些相斥,避免了泡壁的进一步变薄。在液膜变得很薄时,这些结果就显得更为突出。由于上述要素,原本不波动的泡沫就变得较为波动和耐久。在纺织物染整加工进程中,波动和耐久的泡沫会使加工进程呈现困难并影响产物的质量。 2 聚硅氧烷消泡剂的消泡实际 克制了上述泡沫波动的要素,就能避免泡沫的发作或许使泡沫很快决裂。消泡剂的次要作用,便是在液体-氛围界面上代替泡沫波动剂。为了代替泡沫外表的这些波动的外表活性剂,消泡剂必需比要代替的外表活性剂更具外表活性,从而能自觉地进入气泡并在它们之间铺展、排挤波动的外表活性剂,制止液膜的自修复。当外表粘度对波动泡沫起作用时,外表活性剂用一非氢键物质代替,将使液膜更敏捷地排水,最好是这类物质不提供外表粘度和没有任何电的或熵的相斥结果。其次,消泡剂必需不溶于发泡介质中,并在液体-氛围界面上取向。消泡剂在体系中抗增溶或乳化越强,则其消泡结果越好,越耐久。对无效的消泡,再一个要害是消泡剂在泡沫很大的外表积上具有铺展这些不溶解的低外表张力物质的才能。综上所述,一种好的消泡剂应有如下特性:比发泡介质有较低的外表张力;在发泡介质中不溶,抗乳化和化学降解;有很高的铺展速率;非极性,从而不提供体系的外表粘度;对人和情况无毒性;对废水的BOD、COD和TOD的影响很小;没有反作用,比方纺织物污点和可燃性等等。聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲基硅氧烷和二氧化硅两个次要构成物得当共同而成。以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡剂体系中一类抱负的消泡剂,便是由于其不溶于水,较难乳化。硅氧链为非极性分子,具有很强的拒姚记娱乐真人水性。聚二甲基硅氧烷比碳链烃外表能低,因而比通常在纺织产业中使用的外表活性剂外表张力更低。同时也具有极低的外表粘度,并且其化学惰性对人体和情况影响极小。但是,我们在实验中发明,独自的聚二甲基硅氧烷抑泡功能差而缓慢,消泡作用需求由二氧化硅粒子来增强。二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的氛围-水界面上并进入气泡液膜,由于其疏姚记娱乐真人水性,与外表活性剂发泡液滴的打仗角大于90°,从而迫使发泡液体从固体疏水粒子外表排开,惹起泡沫的部分敏捷排液而招致决裂。如许,由于协同作用,两种构成物发生了精良的消泡结果。3 聚硅氧烷消泡剂的构成 如前所述,典范的聚硅氧烷消泡剂(也称硅酮消泡剂,俗称无机硅消泡剂但不适当)次要由聚二甲基硅氧烷和二氧化硅粒子所构成。用于消泡剂的甲基硅油,可以接纳差别的聚合度。运用差别粘度的两种硅油,可以配制成满意差别要求(如差别处置浴温度和粘度)的消泡剂溶液。假如在聚硅氧烷侧链上引入某些基团,比方长链烷基、亲水链段,或许参加某些无机氟化合物、氨烷基硅氧烷等等,能加强原有的消泡结果。也可参加局部羟基硅油。依据上述消泡实际,除二氧化硅外,可接纳N,N-乙烯双硬脂酰胺和聚四氟乙烯粒子,但从现在商品消泡剂来看,硅石使用较多。可用于聚硅氧烷消泡剂的无定形硅石,有气化硅石、沉淀硅石、熔融硅石、硅胶、硅溶胶及石英粉末等等。硅溶胶在水中大抵以1~100nm的硅石粒子疏散,这么粗大的粒子不会在水中沉降,乃至在50%的浓度时,仍不集聚集而有精良的波动性。这种硅溶胶由于粒子真实太小而在消泡剂中不必,从脱润湿机理要求,粒子至多要象气泡壁厚度那样大。由四氯化硅气相水解消费的气化硅石,块集尺寸比硅胶和沉淀硅石小,破泡结果较低。气化硅石的价钱高也阻碍了在大少数消泡剂体系中的使用。由于其粒子尺寸小,因此在油疏散相中沉降迟缓,偶然用于要求储存期特殊长的消泡剂处方中。硅胶和沉淀硅石是用于高效能消泡剂最好的硅石方式,而沉淀硅石通常比拟廉价,因而在商品消泡剂中简直全部运用这种硅石。有些沉淀硅石特殊设计用于高pH的发泡体系而具有最佳的消泡功能,用于消泡的沉淀硅石的最佳粒子尺寸为1~2μm。较小的粒子缺乏以破泡,而较大的粒子沉降太快,简直丧失无效的破泡地位。自然存在的硅石(石英砂子)不实用于消泡剂组分,这些麋集的石英砂子沉降速率太快,构成的消泡剂很不波动。硅石由于外表存在硅烷醇基,因而具亲姚记娱乐真人水性,为了使其配制的消泡剂的消泡效能高而继续,其外表需求改性成疏姚记娱乐真人水性。我们的实验证明,硅烷化和醚化(二氯二甲基硅烷低聚物)或低温(250~300℃)焙烧等处置都能到达很好的疏水结果。4 聚硅氧烷消泡剂乳液 地道的聚硅氧烷消泡剂,普通不间接在纺织物加工中使用,因运用不妥易发生斑渍等题目,普通运用1%~20%聚硅氧烷含量的水乳液。制备聚硅氧烷消泡剂乳液,起首必需准确选择乳化剂,由于聚硅氧烷较难乳化。在纺织物染整加工中,根本上用水作为介质,使用的消泡剂乳液应该配制成O/W型,即硅油作为疏散相,依托乳化剂波动疏散在水中。依据乳化的惯例技能,接纳高HLB值和低HLB值的两种以上乳化剂组合,油珠外表构成的复合膜更有能够波动疏散相,并可以婚配硅油的HLB值。最为常用的乳化剂有,低HLB值的外表活性剂如单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯等等,高HLB值的外表活性剂如聚乙二醇(分子量400~1500)单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯等等,这些外表活性剂起泡功能低,并且不易惹起过分乳化。乳液乳化的形态至关紧张,假如乳液粒子直径小于2μm,消泡结果就很差,由于消泡剂液滴在本体溶液中乳化太好,就不克不及在液体-氛围界面上取向;而粒子大于50μm,则乳液的波动性很差,容易在泡沫体系中破乳而油析,消泡效能好转并惹起织物油渍沾污。为取得抱负的乳化结果,需求装备高剪切的乳化设置装备摆设如胶体磨、高压均化器等等。聚硅氧烷难以乳化,为了使消泡剂乳液取得较永劫间的波动,除了上述一些要素之外,还需求添加增稠剂作为乳液波动剂。增稠剂可以进步乳液的粘度,延缓乳液中较大粒子的聚集而惹起乳液分层。一些较早的消泡剂乳液含有甲基纤维素,甲基纤维素在冷水中是一种无效的增稠剂,但在80℃以上时溶解度低落,在运用中假如靠近沸点就会从溶液中凝结出来,并将相称量的硅酮消泡剂一同带出,并且聚凝的硅酮物质沾污织物,或是析出的纤维素吸附染料,在织物上构成色斑。如今,聚硅氧烷消泡剂乳液通常使用非凝结的纤维素醚,如羟乙基纤维素、海藻酸钠衍生物或许分解的丙烯酸类聚合物作增稠剂。增稠剂用量普通控制在0.2~3Pa·s(200~3000cP)粘度范畴。粘度较低,容易处置,在泡沫体系中疏散也较快,但粘度很低的乳液普通没有精良的浓缩和贮存波动性。 5 聚硅氧烷消泡剂的飞速开展 聚硅氧烷消泡剂由于有优秀的消泡效能及其他长处,已在很多范畴普遍使用,在每年少量的有关文献专利中,可以看出种种差别用处的聚硅氧烷消泡剂的开展状况。在纺织物染整加工中所使用的聚硅氧烷消泡剂,一个紧张的开展是低温高效消泡剂的开辟。在放射染色加工进程中,高剪切和低温等条件使现有传统的硅酮消泡剂不克不及到达抱负的消泡结果。用一些传统的消泡剂配制成更为波动的乳液来克制相别离惹起的油斑时,会过火乳化而大大低落消泡效能。研讨发明,以聚二甲基硅氧烷和聚氧乙烯的共聚物为基材的硅酮乙二醇类消泡剂,由于特别的溶解功能,在放射染色和其他纺织物加工中,具有抱负的消泡结果。改动二甲基硅氧烷、环氧乙烷、环氧丙烷的量以及差别的聚合工艺,可以取得很多差别构造的此类产物。据专利引见,道康宁公司低温放射染色用的聚硅氧烷消泡剂DowCorning544,是由硅氧烷乙二醇与聚二甲基硅氧烷和二氧化硅构成的混淆物,此中硅氧烷乙二醇共聚物的构造为:Me3SiO(Me2SiO)x—[MeR(EO)a(PO)bR′]y—SiMe3它有一个相反的溶解功能,即在冷水中溶解而在热水中不溶。低温下不溶的硅酮乙二醇具有很低的外表张力,能无效地发扬消泡功能,但当染液冷却(浊点以下)时就能溶于水中
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跟你聊一聊聚硅氧烷消泡剂的实际及理论
聚硅氧烷消泡剂的实际及理论,明天就说到这里。
Tag:泡沫,外表
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