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消泡的重要性

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泡沫的生成在生產(chǎn)中可能帶來不少庥煩。因此,消除有害泡沫也成為許多研究者所注目的一大課題。

有些泡沫可以通過加某些試劑與起泡劑發(fā)生化學(xué)作用而破壞。以脂肪酸皂為起泡劑而形成的泡沫,可以加入酸類(如鹽酸、硫酸)及鈣、鎂、鋁鹽等,形成不溶于水的脂肪酸及相應(yīng)的難溶脂肪酸鹽,于是泡沫破壞。然而在工業(yè)生產(chǎn)中.因?yàn)榇嬖诟g、堵塞管道的問題.不常用此法。

國內(nèi)外產(chǎn)品消泡劑.JPG

工業(yè)中常用的消泡劑,都是易于在溶液表面鋪展的液體。此種液體溶液表面鋪展時(shí)會帶走鄰近表面的一層溶液,使液膜局部變薄;于是液膜破裂,泡沫破壞。在一般情況下,消泡劑在溶液表面上鋪展得越快,則使液膜變得越薄,消泡作用也就越強(qiáng)。例如n—C3F2CH2OH在十二烷基硫酸鈉的水溶液表面的鋪展速度比n-C8H17OH大(前者為4.6cm/s.后者為3.6 cm/s)。前者對十二烷基硫酸鈉水溶液生成的泡沫的消泡能力也比后者強(qiáng)。

一般能在表面鋪展,起消泡作用的液體。其表面張力較低,易于吸附于溶液表面,使溶液表面局部表面張力降低(即表面壓增高)。于是鋪展即自此局部發(fā)生,同時(shí)會帶走表面下一層鄰近液體,致使液膜變薄,從而泡沫破壞。

一種有效的消泡劑不但應(yīng)該迅速使池沫破壞.而且能在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)防止泡沫生成。常常發(fā)現(xiàn)有些消泡劑在加入溶液一定時(shí)間之后,就喪失了效力。要防止泡沫生成,還需要再加入一些消泡劑。發(fā)生此種情況的原因,可能與溶液中起泡劑(表面活性劑)的臨界膠團(tuán)濃度cmc是否超過有關(guān)。在超過cmc的溶液中,消泡劑(一般為有機(jī)液體)有可能被加溶,以致于失去在表面鋪展的作用,消泡效力大減。開始加入消泡劑時(shí),其在表面鋪展速度大于加溶速度。表現(xiàn)出較好的消泡效果:經(jīng)過一段時(shí)間之后,隨著消泡劑被逐步加溶。消泡效果相應(yīng)減弱。圖2正是這種情況:油酸鈉的濃度為0.20%,已超過cmc。在此溶液中,磷酸三丁酯的加溶量約為0.3%:故在磷酸三丁酯濃度較小時(shí),新鮮溶液的泡沫高度比放置一段時(shí)間后的低得多(即消泡能力強(qiáng))。

圖2.JPG

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),此種消泡劑被加溶的溶液中,動表面張力隨時(shí)間的變化率比未加消泡劑時(shí)要大,即表面張力在短時(shí)間內(nèi)就降至較低的數(shù)值。

圖3、4.JPG

圖5.JPG

從圖中可以看出,對于加入消泡劑的溶液,即使其平衡表面張力(γe )比未加消泡劑者高,但在實(shí)驗(yàn)測量時(shí)間內(nèi),有消泡劑的溶液,其表面張力下降極快,幾乎降至平衡表面張力值。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),如果在溶液中加入穩(wěn)泡劑則結(jié)果相反。即表面張力隨時(shí)間的下降率比未加穩(wěn)泡劑的溶液慢。圖6、7示出此種情況。

圖6、7.JPG

根據(jù)表面張力變化與表面吸附之問關(guān)系的規(guī)律可以推斷,在加消泡劑磷酸三丁酯時(shí),溶液表面張力的急劇降低表明自溶液內(nèi)部吸附至表面的吸附速度快;而在加穩(wěn)泡劑月桂醇(或正癸醇)的情形中,則吸附速度慢(均與未加消泡劑或穩(wěn)泡劑的情況比較)。吸附速度快,則表面分子遷移過程(自表面張力低處遷移至高處)不易再進(jìn)行。因而泡沫液膜加厚、復(fù)原變緩,降低了泡沫的穩(wěn)定性,發(fā)生了消泡現(xiàn)象。加穩(wěn)泡劑的情形則與此相反,增加了泡沫的穩(wěn)定性。

關(guān)于消泡機(jī)理的研究尚屬一個復(fù)雜的問題,有待于進(jìn)一步發(fā)展完善。

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