工業(yè)消泡劑原理

同樣的道理以浸入系數(shù)E 值的正負(fù),來判斷消泡劑是否能進(jìn)入泡膜表面。也是消泡劑的表面張力越小越好。注意式(1)和式(2)是不同的, γint 前的符號不同,式(1)是負(fù),式(2)正。美國膠體化學(xué)家羅斯,對添加各種表面活性劑的起泡體系進(jìn)行試驗(yàn)和觀察,尋找消泡劑在起泡液中溶解性與消泡效力的對應(yīng)關(guān)系。在前人試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,他提出了一種假說:在溶液中,溶解狀態(tài)的溶質(zhì)是穩(wěn)泡劑;不溶解狀態(tài)的溶質(zhì),當(dāng)式(1)、(2)中的擴(kuò)展系數(shù)和浸入系數(shù)均為正值時,即是消泡劑。不溶解的溶質(zhì),才能聚集為分子團(tuán)。

消泡劑的分子團(tuán)小滴一接觸泡膜,因?yàn)镾<0 E<0 s="">0 E>0 E>0先浸入;S>0則在泡膜上擴(kuò)展;接著泡膜局部變薄而斷裂.從而導(dǎo)致氣泡合并或破滅。而當(dāng)浸入系數(shù)S 和擴(kuò)展系數(shù)E均為負(fù)值時,小滴既不浸入也不擴(kuò)展;當(dāng)浸入系數(shù)E為正值,擴(kuò)展系數(shù)S為負(fù)值時,小滴浸入呈棱鏡狀,可浸入,但不擴(kuò)展;只有二者均為正值時,才可能是消泡劑。

隨著對穩(wěn)泡因數(shù)的不斷認(rèn)識,人們對消泡機(jī)理的認(rèn)識也在不斷深化。穩(wěn)泡因數(shù)是多種多樣的,決定消泡機(jī)理也有多種多樣工業(yè)消泡劑原理。

1) 可使泡沫局部表面張力降低而導(dǎo)致氣泡破滅。

有人在油體系中研究了聚硅氧烷的消泡過程,他們對泡沫體系以1/1000秒的速度連續(xù)拍照,照片放大100倍,連續(xù)拍攝的4幅照片的示意圖可見,硅油消泡劑小滴到達(dá)泡膜上,使泡膜表面破裂并合并成大泡，從1~3,泡沫由4個合并成1個大泡,泡膜變薄。最后氣液迅速分離,大泡消滅,到4則破泡結(jié)束。這也從客觀上解釋了,為什么一滴消泡劑下去,一連串氣泡破滅的原因。

當(dāng)消泡劑附著到泡膜上即浸入泡膜液,會顯著降低該處的表面張力。因?yàn)樵谒w系中,消泡劑的活性成分對水的溶解度較小,表面張力的降低僅限于泡膜的局部,而泡膜周圍的表面張力幾乎沒有發(fā)生變化。表面張力降低的部分,被強(qiáng)烈地向四周牽引、延展,最后導(dǎo)致。

2) 消泡劑能破壞膜的彈性導(dǎo)致氣泡破滅

由于泡膜表面吸附表面活性劑,使表面張力降低。所以在受到局部壓力,泡膜在該處局部變薄的同時,該處會因表面活性劑變稀薄而導(dǎo)致表面張力升高。正是因?yàn)樾律谋砻媾c原來的表面之間有了表面張力之差,使得泡膜受外界沖擊變薄時,產(chǎn)生了彈性恢復(fù)力,泡膜才得以不破,起到了穩(wěn)泡的作用。如果我們設(shè)法破壞這種彈性,就能破壞泡沫的穩(wěn)定性。