消泡劑的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

簡(jiǎn)要介紹了聚醚改性硅油消泡劑的發(fā)展背景、分子結(jié)構(gòu)和破壞機(jī)理，簡(jiǎn)述了聚醚改性硅油消泡劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)其存在的主要問題進(jìn)行了討論，并提出了今后的研究方向。

泡沫在人們的生活和生產(chǎn)中無處不在。泡沫過多會(huì)給生產(chǎn)加工帶來很多不便，甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量。目前，消泡劑主要用于混凝土外加劑，是混凝土的重要組成部分。由于聚羧酸母液本身含有大量氣體，混凝土出現(xiàn)氣泡。如果將消泡劑與聚羧酸減水劑結(jié)合使用，可以有效消除大量泡沫，有效減少泡沫對(duì)混凝土的不利影響，提高生產(chǎn)效率，是人們非常關(guān)心的問題。

1、發(fā)展背景消泡劑

消泡藥劑的發(fā)展過程，主要分為四個(gè)階段。

主要由脂肪酸、礦物油、脂肪酰胺、低級(jí)醇等各種有機(jī)物組成。大部分是天然的，對(duì)環(huán)境污染小，價(jià)格便宜。由于消泡性差，大量泡沫不能滿足生產(chǎn)要求。

另是CnH(2n+1)O(EO)a(PO)bH，聚氧乙烯基鏈段(EO)為親水基；聚醚(2n+1)O(EH)a(PO)。具有良好的抑泡性，無毒、無刺激、分散性好等特點(diǎn)。調(diào)整聚醚的相對(duì)分子質(zhì)量和聚醚鏈中EO和PO的比例，以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。聚醚消泡劑主要有直鏈聚醚、醚胺、脂肪醇聚醚、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚、聚醚等。

有機(jī)硅消泡劑有三種，其消泡劑的消泡性優(yōu)于前兩種。一般來說，大分子量硅油不溶于表面活性劑溶液，而小分子硅油容易被表面活性劑分子溶解，從而改變其組成，降低其消泡性。該消泡劑不溶于水，不溶于水，不溶于礦物油中，具有較強(qiáng)的抑泡性，同時(shí)對(duì)其破泡效果也有很大提高。由于Si-O鍵和Si-C鍵相對(duì)穩(wěn)定，水性消泡劑可用于少量酸、堿、鹽系統(tǒng)。工業(yè)上常用的有機(jī)硅消泡劑大多是在硅油中加入添加劑制成的二次硅油加工產(chǎn)品，均為液體混合物。混合物的外觀和流動(dòng)性主要分為硅膏型、硅油型、乳液型、溶液型和固體型。

四種消泡劑是聚醚改性硅油消泡劑。在以往消泡劑的基礎(chǔ)上，力求將聚醚、硅膠等優(yōu)點(diǎn)融為一體，將聚醚鏈段引入硅油鏈段，使其具有更強(qiáng)的消泡抑泡性能。聚醚改性硅油是一種新型的特殊有機(jī)硅表面活性劑。它是一種獨(dú)特的有機(jī)硅非離子表面活性劑，由含有雙鍵聚醚和低氫硅油的添加反應(yīng)制成。它不僅保留了硅油的耐高低溫、耐候、脫模、疏水和生理惰性，而且具有聚醚無刺激、表面活性高、易分散的特點(diǎn)。聚硅氧烷鏈親油和聚醚鏈親水，形成聚醚改性硅油。結(jié)果表明，聚醚改性硅油在水系統(tǒng)中具有持久的消泡作用。由于聚醚改性硅油具有良好的耐熱、耐剪切、耐酸堿、無毒無味、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，消泡劑難以解決的情況下得到了廣泛的應(yīng)用。

2、消泡劑的消泡機(jī)理

2.1產(chǎn)生泡沫

氣泡是在機(jī)械力的作用下產(chǎn)生的，使不溶性氣體進(jìn)入液體，與液體隔離，形成大量的氣液界面。由于氣相密度大于液相密度和固相密度，氣相在浮力作用下向液位移動(dòng)，形成兩相泡沫或三相泡沫。泡沫液幾乎都是溶液，純液體一般沒有泡沫。當(dāng)液體攪拌時(shí)，液體表面會(huì)產(chǎn)生一層相對(duì)穩(wěn)定的液體膜。當(dāng)氣體不能一直逸出時(shí)，氣泡就會(huì)形成泡沫。泡沫穩(wěn)定性對(duì)液相粘度、表面彈性和表面流變性有很大影響，通常很難獲得穩(wěn)定持久的泡沫。

2.2消泡劑的消泡機(jī)理

添加消泡劑可防止混凝土攪拌機(jī)產(chǎn)生氣泡或減少原有氣泡。所用消泡劑為表面活性劑，可降低液相表面張力。當(dāng)潤(rùn)濕角降低到一定程度時(shí)，氣泡會(huì)脫離固體表面的吸附而逸出或破碎。因此，添加消泡劑可以在一定程度上消除混凝土中的氣泡，有效防止或消除混凝土表面的蜂窩和麻面，使混凝土表面具有較高的光潔度和光澤度，提高表面性能。

消泡主要有兩個(gè)含義：一是破泡，即消除已產(chǎn)生的泡沫；二是抑泡，即防止泡沫再生。優(yōu)良的消泡劑往往具有優(yōu)異的消泡抑泡性能。