消泡劑是消除泡沫的一種助劑。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，只要涉及到攪拌的都會(huì)存在泡沫的問(wèn)題，如石油開(kāi)采與精煉、涂料加工、污水處理、生物發(fā)酵、建筑工業(yè)、黏合劑等。這些工業(yè)過(guò)程中的泡沫可能會(huì)造成生產(chǎn)能力減小、原料浪費(fèi)、反應(yīng)周期延長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量下降等問(wèn)題。由此可見(jiàn)，有害泡沫的控制和消除具有極大的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)意義。

1、消泡劑的作用機(jī)理

1．1泡沫與消泡劑

泡沫是氣體被液體隔開(kāi)的分散體系，氣相是分散相，液相是分散介質(zhì)。氣泡間吸附著表面活性劑的氣液界面和界面聞的液體構(gòu)成了泡沫的液膜。泡沫本身屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。單一組分的液體不能形成穩(wěn)定的泡沫，但液體中如果含有一種或幾種具有起泡和穩(wěn)泡作用的表面活性劑，則能產(chǎn)生能持續(xù)存在數(shù)十分鐘乃至數(shù)小時(shí)的泡沫。

消泡劑是以低濃度加入到起泡液體中，能控制泡沫的物質(zhì)之總稱(chēng)。習(xí)慣上，還有破泡劑、防泡劑或抑泡劑等不同名稱(chēng)。消泡劑是某些生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的助劑，它不僅能除去液面上的泡沫，還可以改善過(guò)濾、脫水、洗滌和各種漿體的排液效果，確保各類(lèi)容器的處理容量，提高工業(yè)裝置的生產(chǎn)效率。

1．2消泡機(jī)理

消泡劑是低表面張力的液體。

一般具有3個(gè)性質(zhì)：(1)不溶于要消泡的介質(zhì)；(2)有正的進(jìn)入系數(shù)；(3)有正的展布系數(shù)。

當(dāng)體系加入消泡劑后，其分子雜亂無(wú)章地廣布于液體表面，抑制形成彈性膜，即終止泡沫的產(chǎn)生。當(dāng)體系大量產(chǎn)生泡沫后，加人消泡劑，其分子立即散布于泡沫表面，快速鋪展，形成很薄的雙膜層，進(jìn)一步擴(kuò)散、滲透，層狀入侵，從而取代原泡膜薄壁。由于其表面張力低，便流向產(chǎn)生泡沫的高表面張力的液體，這樣低表面張力的消泡劑分子在氣液界面間不斷擴(kuò)散、滲透，使其膜壁迅速變薄，泡沫同時(shí)又受到周?chē)砻鎻埩Υ蟮哪訌?qiáng)力牽引，這樣，致使泡沫周?chē)鷳?yīng)力失衡，從而導(dǎo)致其“破泡”。不溶于體系的消泡劑分子再重新進(jìn)入另一個(gè)泡沫膜的表面，如此重復(fù)，所有泡沫全部覆滅。

2、消泡劑的理論研究

國(guó)外在20世紀(jì)20年代就開(kāi)始了對(duì)消泡劑的研究，但對(duì)消泡劑作用機(jī)理的研究至今仍沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過(guò)許多學(xué)者的研究，目前基本認(rèn)同了幾種消泡劑消泡機(jī)理，Denkov也作了歸納和分析，但是它只能解釋聚硅氧烷型的消泡劑在一些體系中的消泡過(guò)程。對(duì)其他很多體系和現(xiàn)象并不能完全解釋。

Amaudov等根據(jù)消泡速度的快慢，將消泡劑分為“快消泡劑”和“慢消泡劑”，“快消泡劑”液滴具有較低的進(jìn)入能壘，因此，能在膜變薄的初期很容易在泡膜的表面上架橋。

Dippenaar提出的“Bridging—Spreading”機(jī)理是從消泡劑液滴屬于疏水型的角度出發(fā)的，它一旦在兩個(gè)泡膜之間形成了油橋，就會(huì)在水相中脫濕。當(dāng)消泡劑油滴變形時(shí)，它就會(huì)進(jìn)入到泡膜的表面形成透鏡的形狀，透鏡會(huì)被兩端相反的泡膜脫濕。

但這種機(jī)理對(duì)于黏度很大的聚硅氧烷的消泡作用就不能很好地解釋。通過(guò)上述的比較可以看出，“Bridging—Dewetting”機(jī)理要求消泡劑油滴在進(jìn)入到泡膜表面時(shí)能變形，但是變形的速度不宜快于脫濕的速度，如果變形過(guò)快就不能發(fā)生脫濕過(guò)程，此時(shí)就要用“Bridging—Spreading”機(jī)理解釋。

只要消泡劑能進(jìn)入到泡膜的表面，上述兩種機(jī)理都可能會(huì)發(fā)生。在一個(gè)給定的體系中，到底以哪一種機(jī)理消泡主要取決于脫濕和變形的速度，這也沒(méi)有理論模型來(lái)說(shuō)明，因此只能通過(guò)試驗(yàn)探索。高黏度的消泡劑油滴一般遵循“Bridging—Dewetting”機(jī)理，而低黏度的聚硅氧烷一般遵循“Bridging—Spreading”機(jī)理，因?yàn)榈宛ざ鹊南輨┯偷稳菀鬃冃巍?/p>