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《淺談消泡劑的機(jī)理和應(yīng)用(上)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、淺談消泡劑的機(jī)理和應(yīng)用（上）摘要：本文從泡沫的定義和概念說起，對(duì)汕墨涂料中需要消泡劑起到的作用及能起到作用的物質(zhì)做了淺顯地介紹，著重描述了消泡劑的應(yīng)用和測(cè)試方法。關(guān)鍵詞：消泡劑、水性、涂料、測(cè)試在許多汕墨和涂料的加工住產(chǎn)過程屮，需要使用具有表面活性的物質(zhì)來達(dá)到某些特殊的效果。例如，在水性涂料生產(chǎn)中，不溶于水的基料生產(chǎn)中，不溶丁?水的基料就需耍便用乳化劑來處理。同時(shí)，我們通過使用助劑來改善涂料的基材潤濕性和顏料的分散性。表而活性劑最重要的特性是它們有集結(jié)在界面上的傾向，例如在空氣/水的界面。表而活性劑在界面上的排列取決于其溶解性和化學(xué)結(jié)構(gòu)。它將使界面表面張力降低,因而讓體系達(dá)到穩(wěn)定。但
2、表面活性劑也帶來人們不愿看到的副作用——穩(wěn)定涂料在生產(chǎn)和施工過程帶入的空氣，形成穩(wěn)定的泡沫，這在水性涂料體系中尤為常見。一、泡沫的定義和概念泡沫可以定義為空氣泡在液體介質(zhì)中的穩(wěn)定分散體。如杲把i般空氣導(dǎo)入液體屮，所產(chǎn)生的氣泡可假定成球狀。山于空氣的密度小于液體，因而它將向表面遷移，當(dāng)氣體到達(dá)不含表面活性劑的液休表面時(shí)，氣泡將破裂，泡內(nèi)空氣消散，先前在氣泡周圍的液體乂融合在一起，因此，純液體（不含表面活性劑的液體）不存在泡沫問題。在含有表面活性劑的液體中，球狀氣泡上升，變成穩(wěn)定的宏泡（大泡）。雖然這些氣泡向空氣界面上升，但它們被表血活性劑分子層包圍住。在空氣介血上也有一層表面活性劑分子
3、的表面膜，因此，當(dāng)氣泡升至表面時(shí)，形成雙膜層。雙膜層厚度對(duì)達(dá)若干微米，這些細(xì)小的表而泡沫很穩(wěn)定，較難消除。氣泡上升至表血?增高而形成泡冠。隨著液體從雙膜層中排出，微泡會(huì)轉(zhuǎn)變成動(dòng)力學(xué)上穩(wěn)定的宏泡，而且泡冠屮泡沫雙液層變薄，使泡沫較易破裂。泡沫的穩(wěn)定受若十因素影響。其中Z—的因素是穩(wěn)定的夾層很薄，夾層內(nèi)的液體不能排出或排出緩慢。另外占據(jù)在夾層上的表面活性劑離子之間的靜電排斥力也阻止了氣泡破裂。促使泡沫穩(wěn)定的另一個(gè)因素是吉布斯彈性。通過拉伸具有表面活性物質(zhì)的薄膜，這種彈性作用就會(huì)表現(xiàn)出來。在這種情況下，雙膜層的表面被擴(kuò)張，導(dǎo)致表面活性劑的濃度局部減少,表面張力升高。被拉緊了的薄膜層像一張有
4、彈性的皮一樣聚擾，便到表面張力達(dá)到盡可能低的水平。水性涂料和油墨在制造或施工過程中均會(huì)產(chǎn)牛泡沫。制造過程中的混合，分散或過濾操作，使泡沫冠形成并上升，它會(huì)延長生產(chǎn)時(shí)間和減少體系的冇效容積。施工過程，集結(jié)在空氣界面上的穩(wěn)定泡沫在涂膜干燥后會(huì)產(chǎn)生常見的表面缺陷。在印刷過程屮泡沫破壞汕墨的遷移性，最惡劣的情況下甚至引致油黑從工作杷中溢出。二、需要消泡劑起到的作用口前有關(guān)泡沫形成的理論對(duì)消泡和脫泡是有區(qū)別的。消泡劑的作用是把空氣截留丁?界血。脫泡劑的作用是在涂膜過程及涂膜完成后，使散布于涂膜中的微小空氣（微泡），快速升到表面。但實(shí)際應(yīng)用上卻往往不能明確地作這種區(qū)分。消泡劑也能在某種程度上消除
5、微泡。下面討論消泡劑在水性涂料和油墨中的消泡機(jī)制。消泡劑要顯示出效果，必須滿足一定的要求。其中之一就是它們必須能夠破壞上述的泡沫穩(wěn)定機(jī)理。為此，消泡劑在體系中要有一定的不相溶性，能夠遷移到空氣界面上。當(dāng)然，不能出現(xiàn)由于使用消泡劑而引起的類似縮孔那樣的嚴(yán)重副作用。為了能夠消泡，在涂料小乳化成微小液滴的消泡劑必須和穩(wěn)定泡沫的表面活性劑層結(jié)合并滲入到泡沫的雙分子膜層里。接著，消泡劑必須快速展布，穿過裂開的衣血活性劑層。這時(shí)的薄膜與先前穩(wěn)定夾層的表面活性劑膜相比，彈性有了顯著的降低。最后，這種不穩(wěn)定導(dǎo)致雙分了膜層破裂，從而達(dá)到消泡的效果。因此，不相溶性、高展布能力和低表而張力是每種消泡劑都必
6、需具冇的重要性質(zhì)。在消泡劑中加入微細(xì)的疏水粒了，例如：二氧化硅，其消泡能力會(huì)得到冇效的加強(qiáng)。它們的作川機(jī)理可解釋為一個(gè)反濕潤的過程。穩(wěn)定的表面活性劑雙分子膜層不能濕潤疏水的固體粒子，造成局部區(qū)域表而張力不穩(wěn)定，使雙分子膜層破裂。三、對(duì)水性涂料和油墨有消泡作用的物質(zhì)對(duì)水性休系，最大的兩類消泡劑是石汕坯（礦物汕）類和硅酮類。傳統(tǒng)上，芳香族和脂肪族的石汕衍生物被用作消泡劑組成屮的活性展布物質(zhì)。早期，芳香族汕被廣使用。但其對(duì)健康和環(huán)境的危害性妨礙了它們的應(yīng)用。脂肪族油的毒性較小，但在水性介質(zhì)中相溶性較低對(duì)中至高光澤涂料會(huì)造成嚴(yán)重的失光問題。用毓水或部分親水的聚瞇改性聚硅氧烷對(duì)以得到一系列非常
7、高效的消泡劑。改性作用使消泡劑具有了非常強(qiáng)的展布特性，它不影響涂料的光澤，與體系相容性高。在現(xiàn)代水性涂料體系和汕墨體系中得到廣泛應(yīng)用。聚醸改性冇機(jī)硅以sI-0-C鍵和SI—c鍵的鍵接形式，將聚醯鏈段和硅氧烷鏈段結(jié)合在一起。硅氧烷鏈段提供表面活性，而相溶性的程度則由聚瞇鏈段的性質(zhì)所決定。被消泡體系的化學(xué)性質(zhì)對(duì)所選用消泡劑的化學(xué)性質(zhì)有所限制。由于水性體系配方較為復(fù)雜，消泡劑的結(jié)構(gòu)與其作用的范圍Z間的關(guān)系難以闡述清楚。既然要求各冇不同，因而不能期望冇一種能用的方
