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消泡劑的組成及種類

消泡劑

組成

（1）活性成份

作用：破泡、消泡，減小表面張力：

代表物：硅油、聚醚類、高級(jí)醇、礦物油、植物油等。

（2）乳化劑

作用：使活性成分分散成小顆粒，便于分散在水中，更好的起到消泡、抑泡效果。

代表物：壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂鹽、op系列等、吐溫系列、斯盤(pán)系列等。

（3）載體

作用：有助于載體和起泡體系的結(jié)合，易于分散到起泡體系里，把兩者結(jié)合起來(lái)，其本身的表面張力低，有助于抑泡，且可以降低成本。

代表物：除水以外的溶劑，如脂肪烴、芳香烴、含氧溶劑等

（4）乳化助劑

作用：使乳化效果更好。

代表物：*分散劑：疏水二氧化硅等；*增粘劑：CMC、聚乙烯醚等。

種類

1) 抗泡沫劑；抗泡沫添加劑；消泡劑；antifoaming agent;defoaming agent

2) 防沫劑；消泡劑；antifoaming agent

3) 脫泡劑；消泡劑;defoaming agent;defoamer;air release agent

4) 消泡劑；破泡劑；antifoaming agent;foam breaker;antifoam agent

5) 食品消泡劑；deforming agents for food

6) 紙漿消泡劑；defoaming agent of pulp

7) 食品消泡劑；food antifoaming agents

8) 有機(jī)硅消泡劑；silicone defoamer

9) 鉆井液消泡劑；defoamer for drilling fluid技術(shù)指標(biāo)

成份

1、天然油脂（即豆油、玉米油等）

優(yōu)點(diǎn)：來(lái)源容易，價(jià)格低，使用簡(jiǎn)單；

缺點(diǎn)：如貯存不好，易變質(zhì)，使酸值增高。

2、聚醚類消泡劑

種類挺多，主要有以下幾種：

a. GP型消泡劑

以甘油為起始劑，由環(huán)氧丙烷，或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的混合物進(jìn)行加成聚合而制成的

GP型的消泡劑親水性差，在發(fā)泡介質(zhì)中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的發(fā)酵液中。它的抑泡能力比消泡能力優(yōu)越，適宜在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入，以抑制整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的泡沫產(chǎn)生。

b.GPE型消泡劑即泡敵

在GP型消泡劑的聚丙二醇鏈節(jié)末端再加成環(huán)氧乙烷，成為鏈端是親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫。按照環(huán)氧乙烷加成量為10%，20%，……50%分別稱為GPE10，GPE20，……GPE50。

GPE型消泡劑親水性較好，在發(fā)泡介質(zhì)中易鋪展，消泡能力強(qiáng)，但溶解度也較大，消泡活性維持時(shí)間短，因此用在粘稠發(fā)酵液中效果較好。

c.GPES型消泡劑：有一種新的聚醚類消泡劑，在GPE型消泡劑鏈端用疏水基硬脂酸酯封頭，便形成兩端是疏水鏈，當(dāng)中間隔有親水鏈的嵌段共聚物。這種結(jié)構(gòu)的分子易于平臥狀聚集在氣液界面，因而表面活性強(qiáng)，消泡效率高。

3、高碳醇

高碳醇是強(qiáng)疏水弱親水的線型分子，在水體系里是有效的消泡劑。七十年代初前蘇聯(lián)學(xué)者在陰離子、陽(yáng)離子、非離子型表面活性劑的水溶液中試驗(yàn)，提出醇的消泡作用，與其在起泡液中的溶解度及擴(kuò)散程度有關(guān)。C7~C9的醇是最有效的消泡劑。

C12~C22的高碳醇借助適當(dāng)?shù)娜榛瘎┡渲瞥闪６葹?~9μm，含量為20~50%的水乳液，即是水體系的消泡劑。

還有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素發(fā)酵中具有消泡作用，后者還可作為前體。

磷酸三丁酯（CAS:126-73-8）做為古老的消泡劑，仍然被工業(yè)界廣泛使用著，因其極低的表面張力（27.79 25℃），極低的水溶性（0.61 25℃，溶劑溶于水），消泡效果顯著，但因其有刺激性及一定的毒性，較多用于不與食品/日用化妝品接觸的其他工業(yè)。

4、硅類

最常用的是聚二甲基硅氧烷，也稱二甲基硅油。它表面能低，表面張力也較低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主鏈為硅氧鍵，為非極性分子。與極性溶劑水不親和，與一般油的親和性也很小。它揮發(fā)性低并具有化學(xué)惰性，比較穩(wěn)定且毒性小。純粹的聚二甲基硅氧烷，不經(jīng)分散處理難以作為消泡劑。可能是由于它與水有高的界面張力，鋪展系數(shù)低，不易分散在發(fā)泡介質(zhì)上。因此將硅油混入SiO2氣溶膠，所構(gòu)成的復(fù)合物，即將疏水處理后的SiO2氣溶膠混入二甲基硅油中，經(jīng)一定溫度、一定時(shí)間處理，就可制得。

有機(jī)硅消泡劑系由硅脂、乳化劑、防水劑、稠化劑等配以適量水經(jīng)機(jī)械乳化而成。其特點(diǎn)是表面張力小，表面活性高，消泡力強(qiáng)，用量少，成本低。它與水及多數(shù)有機(jī)物不相混溶，對(duì)大多數(shù)氣泡介質(zhì)均能消泡。它具有較好的熱穩(wěn)定性，可在5℃-150℃寬廣的溫度范圍內(nèi)使用；其化學(xué)穩(wěn)定性較好，難與其他物質(zhì)反應(yīng)，只要配置適當(dāng)，可在酸、堿、鹽溶液中使用，無(wú)損產(chǎn)品質(zhì)量；它還具有生理惰性LD250g/Kg鼠，通常用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。它對(duì)所有氣泡體系兼具有抑泡、破泡功能，隸屬?gòu)V譜型消泡劑范疇。它被廣泛用于洗滌劑、造紙、紙漿、制糖、電鍍、化肥、助劑、廢水處理等生產(chǎn)過(guò)程中的消泡。在石油工業(yè)中，它被大量用于天然氣的脫硫，加速油氣分離；它還被用于乙二醇的干燥、芳香烴的萃取、瀝青的加工、潤(rùn)滑油的脫蠟等裝置中控制或抑制氣泡。在紡織工業(yè)中，它用于染色、精練、上漿等過(guò)程中的消泡；在化學(xué)工業(yè)中它被用于合成樹(shù)脂、膠乳、涂料、油墨等過(guò)程中的消泡；在食品工業(yè)中它被用于各種濃縮、發(fā)酵、蒸餾過(guò)程的消泡。可將硅脂涂在鍋壁上、出口處或涂在金屬網(wǎng)上，進(jìn)行消泡。將硅脂配成溶液，可用于油相系統(tǒng)消泡。將硅脂加低粘度硅油配成水乳液，可用于多種水相系統(tǒng)消泡。在醫(yī)學(xué)上，通常用于患者術(shù)前、X光和胃鏡檢查前清除臟器或胃內(nèi)器官的脹氣。

消泡劑大致可分兩類：一類能消除已產(chǎn)生的氣泡，如乙醇等；另一類則能抑制氣泡的形成如乳化硅油等。中國(guó)許可使用的消泡劑有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯

5、聚醚改性硅

結(jié)合了聚醚跟有機(jī)硅消泡劑二者的優(yōu)點(diǎn)，具有無(wú)毒無(wú)害，對(duì)菌種無(wú)害，添加量極少，是一種高性價(jià)比的產(chǎn)品。

聚醚改性有機(jī)硅，是在硅氧烷分子中因如聚醚鏈段制得的聚醚 - 硅氧烷共聚物（簡(jiǎn)稱硅醚共聚物）。聚硅氧烷類消泡劑具有消泡迅速，抑泡時(shí)間長(zhǎng)和安全無(wú)毒等特點(diǎn)，但它難溶于水，耐高溫，耐強(qiáng)堿性差，聚醚類消泡劑水溶性好，耐高溫，耐強(qiáng)堿性強(qiáng)，但其消泡速度和抑泡時(shí)間都不甚理想，通過(guò)縮合技術(shù)接枝在聚硅氧烷鏈上引入聚醚鏈，使之具有二類消泡劑的優(yōu)點(diǎn)，成為一種性能優(yōu)良，有廣泛應(yīng)用前景的消泡劑。在硅醚共聚物的分子中，硅氧烷段是親油基，聚醚段是親水基。聚醚鏈段中聚環(huán)氧乙烷鏈節(jié)能提供親水性和起泡性，聚環(huán)氧丙烷鏈節(jié)能提供疏水性和滲透力，對(duì)降低表面張力有較強(qiáng)的作用。聚醚端基的基團(tuán)對(duì)硅醚共聚物的性能也有很強(qiáng)的影響。常見(jiàn)的端基有羥基、烷氧基等。調(diào)節(jié)共聚物中硅氧烷段的相對(duì)分子質(zhì)量，可以使共聚物突出或減弱有機(jī)硅的特性。同樣，改變聚醚段的相對(duì)分子質(zhì)量，會(huì)增加或降低分子中有機(jī)硅的比例，對(duì)共聚物的性能也會(huì)產(chǎn)生影響。聚醚改性有機(jī)硅消泡劑很容易在水中乳化，亦稱作“自乳化型消泡劑”，在其濁點(diǎn)溫度以上時(shí)，失去對(duì)水的溶解性和機(jī)械穩(wěn)定性，并耐酸、堿和無(wú)機(jī)鹽，可用于苛刻條件下的消泡，廣泛用于滌綸織物高溫染色工藝、發(fā)酵工藝中的消泡。此外，也可用于二乙醇胺脫硫體系的消泡及各種油劑、切削液、不凍液、水性油墨等體系的消泡，也適用于即印刷行業(yè)感光樹(shù)脂制版后，洗掉未固化樹(shù)脂的消泡，是一種很有代表性、性能優(yōu)良、用途廣泛的有機(jī)硅消泡劑。聚硅氧烷消泡劑通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅兩個(gè)主要組成物質(zhì)適當(dāng)配合而成，以聚二甲基硅氧烷為基材的消泡劑是消泡體系中一類理想的消泡劑，就是因?yàn)槠洳蝗苡谒�，較難乳化，聚二甲基硅氧烷比碳鏈烴表面性能低，因此比通常在紡織業(yè)中應(yīng)用的表面活性劑表面張力更低。單純的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而遲緩，消泡作用需要二氧化硅粒子來(lái)加強(qiáng)，二氧化硅粒子被硅油帶到泡沫的空氣—水界面上并進(jìn)入氣泡液膜由于其疏水性，與表面活性劑發(fā)泡液滴的接觸角大于90°,從而迫使發(fā)泡液體從固體疏水粒子表面排開(kāi)，引起泡沫的局部迅速排液而導(dǎo)致破裂。這樣，由于協(xié)同作用，兩種組成物產(chǎn)生了良好的消泡效果。

6、新型自乳化消泡劑

含特殊改性的聚硅氧烷。具有極好的耐熱性和耐酸堿性及化學(xué)穩(wěn)定性，可在很寬的溫度范圍內(nèi)廣泛用于各種惡劣體系的泡沫消去和抑制。

7、聚硅氧烷消泡劑

聚硅氧烷消泡劑通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅兩個(gè)主要組成物質(zhì)適當(dāng)配合而成，以聚二甲基硅氧烷為基材的消泡劑是消泡體系中一類理想的消泡劑，就是因?yàn)槠洳蝗苡谒^難乳化，聚二甲基硅氧烷比碳鏈烴表面性能低，因此比通常在紡織業(yè)中應(yīng)用的表面活性劑表面張力更低。單純的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而遲緩，消泡作用需要二氧化硅粒子來(lái)加強(qiáng)，二氧化硅粒子被硅油帶到泡沫的空氣—水界面上并進(jìn)入氣泡液膜由于其疏水性，與表面活性劑發(fā)泡液滴的接觸角大于90°，從而迫使發(fā)泡液體從固體疏水粒子表面排開(kāi)，引起泡沫的局部迅速排液而導(dǎo)致破裂，這樣，由于協(xié)同作用，兩種組成物質(zhì)產(chǎn)生了良好的消泡效果。聚硅氧烷消泡劑由于有優(yōu)良的消泡效能及其他優(yōu)點(diǎn)，已在許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，特別是在紡織物染整加工中，發(fā)展尤為迅速，研究發(fā)現(xiàn)，以聚二甲基硅氧烷和聚乙烯的共聚物為基材的硅酮乙二醇類消泡劑，由于特殊的溶解性能，在噴射染色和其他紡織物加工中，具有理想的消泡效果。