消泡劑的作用是什么?
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發(fā)表時(shí)間:2020-10-04 12:36:02
消泡劑的作用是什么?
食品級(jí)消泡劑的主要成分包括碳酸鈣\山梨酸酐脂肪酸酯\硅油\食用防腐劑等。當(dāng)然,一般的消泡劑有一定量的短鏈脂肪酸消泡劑種類,有機(jī)硅氧烷、聚醚、硅丙烷接枝、含胺、丙胺和酰胺類,具有消泡速度快、抑泡時(shí)間長(zhǎng)、適用介質(zhì)范圍廣、高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等特點(diǎn)。
關(guān)于消泡劑的作用機(jī)理至今還沒有統(tǒng)一認(rèn)識(shí),根據(jù)前人提出的消泡劑機(jī)理,大致有以下幾種
具有概括性的消泡機(jī)理。
典型的概括消泡機(jī)理是Robinson消泡機(jī)理和羅斯假說。其中Robinson機(jī)理是羅斯假設(shè)的基礎(chǔ),主要強(qiáng)調(diào)消泡劑破壞泡沫的排液和Marangoni效果實(shí)現(xiàn)消泡的羅斯假設(shè)是在消泡劑粒子為非可溶小滴物質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,但實(shí)際上也有在溶解狀態(tài)下進(jìn)行的消泡劑
消泡劑的作用可分為破泡劑、抑泡劑、脫泡劑三種類型。所謂破泡劑,就是在液體起泡后加入,通過吸附泡沫和表面張力的作用進(jìn)入泡膜使基礎(chǔ)變薄,可以快速破壞泡沫,降低液面。抑泡劑是能抑制泡沫產(chǎn)生的物質(zhì),它與液體泡沫物一起吸附在泡沫上,降低表面張力,使泡膜變薄,破損,預(yù)防泡沫現(xiàn)象。脫泡劑在液體中吸附于氣泡,聚集氣泡中的空氣,氣泡相互吸附后,在吸附界面破損形成大氣泡,浮力增大提高速度,促進(jìn)脫泡。消泡劑一般具有破泡、抑制泡沫、脫泡等多種作用。
聚硅氧烷消泡劑的作用機(jī)理。
具有代表性的聚硅氧烷消泡機(jī)理主要有架橋-鋪設(shè)機(jī)理、架橋-脫濕機(jī)理、鋪設(shè)-液體夾具機(jī)理等。架橋-鋪設(shè)機(jī)理主要從聚硅氧烷本身張力低,容易在液膜上鋪設(shè)的基本點(diǎn)出發(fā),強(qiáng)調(diào)消泡劑的液滴容易變形,但該理論不能說明單獨(dú)的聚硅氧烷和聚硅氧烷和固體離子混合物作為消泡劑時(shí)的消泡差異。架橋-脫濕機(jī)理主要從聚硅氧烷本身具有疏水性的觀點(diǎn)出發(fā),但不能很好地說明粘度高的聚硅氧烷的消泡作用。鋪路-液體夾具的機(jī)理還沒有得到證實(shí)。因?yàn)橛袝r(shí)聚硅氧烷沒有在泡膜表面鋪路,所以也可以破泡。
疏水固體粒子的消泡機(jī)理。
疏水性固體粒子在發(fā)泡系統(tǒng)中,首先吸引表面活性劑的疏水端,使疏水性固體粒子變成親水性,降低發(fā)泡膜中表面活性劑的濃度,促進(jìn)發(fā)泡破裂。這種消泡機(jī)理不能說明其他消泡劑的作用機(jī)理,太片面了。此外,泡沫破裂的原因是消泡劑擴(kuò)展作用產(chǎn)生的沖擊,表面活性劑增溶破泡,電解質(zhì)瓦解液膜表面雙電層破泡等。從上述消泡機(jī)理可以看出,每種消泡劑對(duì)不同的發(fā)泡系統(tǒng)有不同的側(cè)重點(diǎn),但它們都是通過破壞發(fā)泡的穩(wěn)定因素來消泡的。
聚醚改性硅油的消泡機(jī)理。
說明聚醚改性硅油作為消泡劑的消泡過程,最完整的消泡機(jī)理有橋連拉伸機(jī)理、橋連排濕機(jī)理兩種。
橋梁連接-拉伸機(jī)理:消泡劑的表面張力遠(yuǎn)低于液體膜的表面張力,消泡劑的液滴可以在液體膜的表面繼續(xù)擴(kuò)展、深入,發(fā)泡的局部液體膜持續(xù)變薄,最終形成油在水中間的橋梁連接,油相、水相的表面張力大不相同,油相在周圍的水相繼牽引下,拉伸變薄,變形超過一定范圍后,液體膜破壞,發(fā)泡破裂。
橋梁連接-排濕機(jī)理:在發(fā)泡液中加入固體排水顆粒排水劑后,排水劑立即分布在發(fā)泡系統(tǒng)中,排水顆粒固定在發(fā)泡液膜表面,固體顆粒與液膜之間有足夠的排水角,固體顆粒與周圍液膜有相反的接觸面,成為周圍液膜之間的橋梁連接
橋聯(lián)-拉伸機(jī)制是基于硅油獨(dú)特的低表面張力容易擴(kuò)展的特征,消泡劑液滴可以發(fā)生一定程度的變形,但該機(jī)制很難說明硅油和純硅油的不同。橋聯(lián)-排濕機(jī)制是基于硅油的親油性,可以說明低粘度聚醚改性硅油的作用原理。因此,聚醚改性硅油消泡劑具有消泡的三個(gè)特點(diǎn):首先,基本上不溶于泡沫液(溶解的大部分有助于泡沫),其次表面張力低于泡沫液,最后可以迅速分散在泡沫液中。只有溶解性小、分散性大的物質(zhì),才能成為破泡和抑制泡沫能力好的消泡劑,最大限度地提高分散性,抑制泡沫,破泡兩管齊全。
美國(guó)膠體化學(xué)家羅斯(Ross,S.)明確表示,沒有任何消泡機(jī)理復(fù)蓋所有消泡現(xiàn)象,各種復(fù)雜的消泡劑,可以應(yīng)對(duì)各種消泡機(jī)理。
消泡劑的構(gòu)成主要有活性成分、乳化劑、載體和乳化助劑,其中活性成分為最主要的核心部分,發(fā)揮破泡、減少表面張力的乳化劑是將活性成分分散成小粒子,更好地分散到油和水中,發(fā)揮更好的消泡效果的載體在消泡劑中占很大比例,其表面張力不高,主要發(fā)揮支持介質(zhì)的作用,有利于抑制泡沫、消泡效果,降低成本
現(xiàn)在建筑行業(yè)發(fā)展迅速,對(duì)混凝土質(zhì)量的要求越來越高,對(duì)混凝土添加的添加劑的要求也越來越高,特別是對(duì)減水劑的性能要求,其高減水率、良好的分散性能和保證性能,可以迅速擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域,但減水劑加入混凝土,由于分子結(jié)構(gòu)的特性,混凝土混合時(shí)引入了很多氣泡,大小不均勻,表面是小孔,影響混凝土質(zhì)量和強(qiáng)度
使用減水劑消泡劑,可以消除混凝土中多馀的大氣泡,使混凝土外觀更加美觀牢固,同時(shí)減少減水劑的含氣量,改善混凝土孔的結(jié)構(gòu)和牢固性,提高混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。