有機聚硅氧烷化合物, 是一類極好的消泡劑。它們的優(yōu)點是: 消泡效果好且?guī)谉o毒性。所以目前不僅一般工業(yè)廣泛地把它作為消泡劑來使用, 而且亦用于象食品、藥物制造等要求無毒又需要消泡的工業(yè)部門。本文著重測定幾種適用于水體系的有機硅消泡劑的性能, 進(jìn)而分析和討論它們的結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。

一、實驗部分

( 一) 試荊

l·消泡劑

2·起泡劑

① 聚乙烯醇pV A—124。聚合度: 2 4 0 0一2 5 0。, 水解率: 98 一” % ; 含量; > 94 % ,P H 二5 一7。

② 十二烷基苯磺酸鈉。工業(yè)品。

③ 油酸鈉。工業(yè)品。

(表1)

④新潔而滅。工業(yè)品。分子式：（CH3）2C3H3CH2.C1 2H2 5 N＋Br-

（二）實臉方法、內(nèi)容及結(jié)果

1.有機硅消泡劑對不同起泡液的消泡作用靜態(tài)下消泡性能、抑泡性能和鼓泡后消泡性能的比較。

方法：分別配制聚乙烯醉, 1 %十二烷基苯磺酸鈉1 % 油酸鈉和1 % 新潔而滅水溶液( p H 均為7 )。取10 毫升上述起泡液于5 0 毫升t 筒中, 置于35 ℃ 恒溫槽恒溫, 然后插入氣體分散頭, 此時發(fā)飽液體積為10 5 毫升。

① 通入氮氣鼓泡至5 0 毫升處停止鼓氣, 從泡沫層的頂部加入一滴純消泡劑( 0.01克) , 同時啟動秒表記錄每半分鐘泡沫下降的體積。以泡沫體積對時間作圖，作為靜態(tài)下各種消泡劑消泡性能的指標(biāo)。

②未鼓泡前在起泡液中先加入消泡劑乙醚溶液數(shù)滴( 含0.017 克消泡劑) 待乙醚全部揮發(fā)后( 約5 一7 分鐘) , 以0.5 升/ 秒的流逮通入氮氣。同時啟動秒表, 記錄每10 秒鐘所鼓泡沫體積, 直至泡沫體積不再隨時間而增加, 停止鼓飽,作圖, 作為各種消泡劑抑泡性能的指標(biāo)。

③于起泡液中加入含0.0 1 7 克消泡劑的乙醚液, 然后鼓泡, 待泡沫體積鼓至最大值時即停止鼓泡。啟動秒表記錄每半分鐘泡沫下降體積以泡沫體積對時間作圖, 作為各種消泡劑在鼓泡后消泡性能的指標(biāo)。

以上三個實驗, 都在相同條件下作了只用乙醚的空白試驗與他對照。襲,

實驗結(jié)果表明, 我們所選用的非離子型有機硅消泡劑對非離子型起泡液的消泡效果均優(yōu)于對離子型起泡液的消泡效果。如圖1、2、3所示。消泡劑G’-89、G’-95、G-66-2*、x-12對1%聚乙烯醇發(fā)泡液無論抑泡性能或鼓抱后消飽性能都比對1 % 十二烷基笨磺酸鈉和1 % 新潔而滅的體系好得多。

（圖1、2、3）

2. 不同有機硅消泡劑對1 % 聚乙烯醇起泡液體系消泡性能的比較。

從圖4、5 、6 結(jié)果看出, 消泡劑G’-89，G’-95、G-66-2*、GEP-10，x-13，x-12對1 % 聚乙烯醇起泡液, 從靜態(tài)下消泡性能, 抑泡性能和鼓泡后消泡性能比較來看( 消泡劑用量均為0.01 克) , 它們消泡性能的優(yōu)劣順序是: GEP-10＞G-66-2*＞x-13＞G’-89＞x-12＞I＞G’-95、發(fā)現(xiàn)其中有這樣的規(guī)律性: 即消泡劑結(jié)構(gòu)類型相同, 有機硅一聚醚接枝型的消泡劑當(dāng)聚醚段克分子分?jǐn)?shù)多的則消泡性能好,

3. 對同一發(fā)泡液, 用鼓泡至同一高度的泡沫體積所需消泡劑的量比較各種消飽劑抑泡能力,從同一高度泡沫體積看泡沫體積全部消失所需時間比較其泡沫壽命的長短。

①      從表2 結(jié)果看出,對1%PVA起泡液鼓泡至120毫升, 消泡性能好的消泡劑所需消泡劑的t就少。這一結(jié)果與實驗2 所得消泡劑優(yōu)劣順序一致。

(圖4、5、6)

（表2）

②    從圖7 結(jié)果看出, 消泡劑用量相同時, 消泡性能好的消泡劑, 泡沫消失速度快。這表明泡沫體系在消泡劑存在下, 泡沫穩(wěn)定性降低。

（圖7）

③從表3結(jié)果看出,未加消泡劑的,1%PVA起泡液經(jīng)鼓泡后, 不但泡沫體積能超過5 0 毫升高度, 且停止鼓泡后十幾小時泡沫體積仍能保持穩(wěn)定而不能自動消失。與之相比, 當(dāng)加入一定量消泡劑后,一方面泡沐體積達(dá)不到5 0 毫升的高度,并且一旦停止鼓泡, 泡沫立即迅速消失,有的甚至幾秒鐘內(nèi), 泡沫即可全部破滅。規(guī)律是: 消泡劑消泡性能好的, 消泡速度快, 即泡沫壽命短。表3 列出G’一89、G’一95 作為代表進(jìn)行了比較。其它幾種消泡劑具有同樣規(guī)律。

（表3）

4.發(fā)泡液體系加入消泡荊后表面張力的變化。

表面張力采用吊環(huán)法進(jìn)行測定。所用儀器為“ Dü Noug”型張力計。

將盛有1 % VP A 發(fā)泡液的樣品碟, 于35 ℃ 下恒溫測其表面張力, 然后依次加入消泡劑乙醚液, 恒溫5-7分鐘待乙醚全部揮發(fā)再測定其表面張力, 直到加入的消泡劑的量使發(fā)泡液表面張力不再變?yōu)橹?/span>。以消泡劑用童對表面張力作圖看其變化情況。

從圖8 , 9 和表4 看出, 所有消泡劑均能使發(fā)泡液的表面張力降低, 并發(fā)現(xiàn)同一結(jié)構(gòu)類型的消泡劑, 如聚有機硅氧烷-聚醚接枝型, 當(dāng)它的端基無論是由醋基或是由環(huán)氧

丙烷封端的, 在消泡劑用t 相同下, 消泡性能好的則它們使發(fā)泡液體系的表面張力降低的多。如圖8G’-89 降低表面張力能力大于G’一95。若是結(jié)構(gòu)類型不同, 消泡能力好的消泡劑, 降低發(fā)泡液表面張力的數(shù)值并不一定比消泡性能差的消泡劑來得多。如圖9 所示即GEP -10消泡劑，消泡性能好于其它消泡劑, 但它降低的表面張力數(shù)值卻不如G’-66-2*，G’-89，G’-95.所以我們認(rèn)為, 一個消泡劑消飽性能的好壞, 不能只從降低飽沫體系表面張力的大小來判斷。

（圖8、9）

（表4）

5·消泡劑在水面上鋪展系數(shù)的測定

根據(jù)表面化學(xué)的基本原理 :

油滴在水面上的鋪展系數(shù)為

表面張力測定所用儀器同實驗4。溫度25 ℃ 。先測純水表面張力, 再測定消泡劑表面張力, 然后測定水和消泡劑( 油) 的界面張力。

從表5結(jié)果看出, 消泡劑消泡性能好壞與消泡劑在水中的鋪展能力有很大關(guān)系。實驗表明, 同一結(jié)構(gòu)類型的消泡劑, 消泡性能好的, 鋪展系數(shù)則大.

(表5)

二、討論

(一) 實驗得出: 非離子型消泡劑對非離子型起i包液的消泡效果優(yōu)于對離子型起泡液體系。原因可能是由于非離子型消泡劑易于聚積在水體系泡沫膜表面上, 從而排擠掉原先膜上的起泡劑, 致使膜表面分子排列規(guī)整性遭到破壞直至泡沫破裂。相反對離子型

起泡液, 由于起泡劑離子的靜電作用, 非離子消泡劑較難排除泡沫膜上的起泡劑, 因此消泡效果就差。

( 二) 從表4 結(jié)果來看, 當(dāng)硅油粉粘度一定時, 接技部分的聚醚段中環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的比值為7 : 1 所得消泡劑, 一般說性能要好于5 : 1 的產(chǎn)物, 其中以9 : 6 者為最差。當(dāng)聚醚段環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷之比值固定時, 則側(cè)油( 聚硅氧烷部分) 與整個聚醚段之間比值的大小又影響著消袍劉性能的好壞。因為硅油本身為疏水性物質(zhì), 難于在水界面鋪展, 而當(dāng)接上一段親水的聚醚片段之后, 就成為“雙親”的兩性分子。所以導(dǎo)入的親水基團越多, 表面張力降低的也多, 消泡劑分子也就越易在水中鋪展, 越易迅逮聚積在泡沫膜表面上, 破壞原有起泡液界面分子排列,降低了泡沫膜的機械強度, 從而導(dǎo)致泡沫膜的破裂而達(dá)到消泡之目的。