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乳液型有機(jī)硅消泡劑的結(jié)果討論

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2.1 聚醚改性硅油及用量對(duì)消泡劑性能的影響

固定其他條件不變, 加入不同C=C/Si-H 摩爾比的聚醚改性硅油,考察消泡劑的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1.JPG

由表1 可見,隨著C=C/Si-H 摩爾比的提高,消泡劑的離心穩(wěn)定性、水分散性、消抑泡性能提高,這是由于聚醚改性硅油本身就有消泡和抑泡性能,過量的聚醚能與二甲基硅油、聚醚改性硅油和疏水性氣相二氧化硅產(chǎn)生協(xié)同作用,從而提高了消抑泡性能。固定其他條件不變, 加入C=C/Si-H=1.20:1的聚醚改性硅油并改變其用量,考察消泡劑的消泡性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2.JPG

由表2 得知,單純的二甲基硅油/ 疏水性氣相二氧化硅乳液消泡效果不是最好,加入聚醚改性硅油后,在一定用量范圍內(nèi),隨著其用量的提高,起泡液的持久起泡體積減小。另外, 乳液的穩(wěn)定性及其在水中的分散性隨聚醚改性硅油用量的增加而變好。這是由于加入聚醚改性硅油后,聚醚改性硅油自身能乳化,組分間能起協(xié)同增效作用而使消泡劑的消泡能力明顯改善。但當(dāng)聚醚改性硅油用量占乳液總量8.00%時(shí), 會(huì)導(dǎo)致消泡劑組分的親水性大大增強(qiáng),易分散于起泡液中而使消泡性降低,故合適的聚醚硅油用量為8.00%左右。

2.2 氣相二氧化硅型號(hào)及用量對(duì)消泡劑性能的影響

單獨(dú)的二甲基硅油抑泡能力差,為了提高其消泡能力,可加入粒徑小于25 μm 的鋁、硅、鎂的氧化物以改進(jìn)其消泡能力。對(duì)制備乳液型有機(jī)硅消泡劑一般采用經(jīng)六甲基二硅氮烷進(jìn)行高溫疏水處理的氣相二氧化硅。未經(jīng)疏水處理的氣相二氧化硅顯親水性,在有機(jī)相中難以浸潤、分散和乳化,經(jīng)疏水處理后的氣相二氧化硅表面羥基含量減少,表面自由能降低,由親水轉(zhuǎn)為疏水,聚集傾向減弱,與有機(jī)相的浸潤性、分散性得到改善,有助于提高二甲基硅油在起泡體系中的分散能力,并且增加乳液的穩(wěn)定性。因此選擇疏水性氣相二氧化硅與甲基硅油制成硅膏,以提高二甲基硅油的消泡效果。

固定聚醚改性硅油含量為8.00%,HLB 值為8.2 的復(fù)配乳化劑含量為5.33%, 硅膏含量為16.00%,考察硅膏中疏水氣相二氧化硅的含量對(duì)消泡性能的影響。結(jié)果如表3 所示。

表3.JPG

由表3 可知, 隨疏水性氣相二氧化硅的增加,所得消泡劑乳液穩(wěn)定性變差。當(dāng)硅膏中氣相二氧化硅用量低于7.41%, 即相對(duì)于100 g 二甲基硅油,當(dāng)氣相二氧化硅的用量低于8 g 時(shí),也就是乳液中氣相二氧化硅含量為1.3%時(shí),隨疏水性氣相二氧化硅用量的增加, 消泡劑消泡性能增強(qiáng)。但當(dāng)硅膏中疏水性氣相二氧化硅用量高于7.41%, 其消泡性能不隨疏水性氣相二氧化硅用量的增加繼續(xù)提高。因此,疏水性氣相二氧化硅的最適用量占硅膏質(zhì)量的7.41%左右為宜。

2.3 硅膏含量對(duì)消泡劑性能的影響

固定聚醚改性硅油含量為8.00%,HLB 值為8.2 的復(fù)配乳化劑含量為5.33%,疏水氣相二氧化硅含量占硅膏的7.41%, 考察硅膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)消泡劑性能的影響,研究表明:消泡和抑泡性能隨著硅膏含量的增加而提高, 當(dāng)硅膏含量達(dá)到16.00%以上,消泡和抑泡性能變化較小,而且隨著硅膏含量的增加,乳化難度提高。因此確定消泡劑中硅膏的含量為16.00%。

2.4 乳化劑類型及其用量對(duì)消泡劑性能的影響

乳化劑是制備乳液型有機(jī)硅消泡劑的關(guān)鍵因素之一,因?yàn)槎谆栌洼^難乳化,必需正確選擇乳化劑。首先要考慮乳化劑的HLB 值與二甲基硅油的HLB 值相接近,還要考慮被乳化物與乳化劑憎水基之間的親合力。Span 類和Tween 類非離子型乳化劑與二甲基硅油的親和力較好,且起泡性能低。使二甲基硅油乳化分散的乳化劑,由低HLB 值和高HLB 值的乳化劑復(fù)合使用效果較好,本實(shí)驗(yàn)采用Span-80 與Tween-80 復(fù)配,消泡劑穩(wěn)定性好。不同HLB 值的復(fù)合乳化劑對(duì)消泡劑的消泡性能影響見表4。

表4.JPG

由表4 可看出, 乳化劑HLB 值約為8.2 時(shí),消泡劑的持久起泡體積最小、離心不分層及在水中的分散性優(yōu)異。固定其他條件和復(fù)合乳化劑的配比,考察復(fù)合乳化劑用量的改變對(duì)消泡劑性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5 所示。

表5.JPG

由表5 可知, 乳化劑用量太少, 消泡劑不穩(wěn)定,容易重新聚集而分層。乳化劑用量過多,消泡劑粘度增大,離心穩(wěn)定性提高,消泡能力降低。這是由于乳化劑用量過多會(huì)導(dǎo)致乳液粒子過小,從而使消泡速度變慢;增加了乳液的穩(wěn)定性,消泡劑在起泡液中難以擴(kuò)散, 降低消泡性能。當(dāng)復(fù)合乳化劑的用量小于5.33%時(shí), 消泡劑的穩(wěn)定性隨復(fù)合乳化劑用量的增加而增加, 且消泡性能增表7 與國內(nèi)外消泡劑性能的比較強(qiáng);當(dāng)復(fù)合乳化劑的用量大于5.33%時(shí),乳液型消泡劑的穩(wěn)定性不隨用量而變化,但消泡性能隨用量增大而降低。因此復(fù)合乳化劑的用量為全量的5.33%。

2.5 增稠劑的影響

為了提高消泡劑的穩(wěn)定性,除了選擇合適的復(fù)合乳化劑和氣相二氧化硅外,加入增稠劑提高體系粘度是一種有效而現(xiàn)實(shí)的途徑。常用的增稠劑有聚乙二醇、海藻酸鈉衍生物、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、丙烯酸酯共聚物等。本實(shí)驗(yàn)選用羧甲基纖維素鈉作增稠劑, 固定其他條件不變,研究羧甲基纖維素鈉用量對(duì)消泡劑穩(wěn)定性的影響。試驗(yàn)結(jié)果如表6 所示。

表6.JPG