在造紙、發酵、涂料、印染及廢水處理等工業過程中，由于攪拌、振動等常常產生大量泡沫，對生產操作、產品質量及生產環境帶來很多不良影響。為了消除泡沫對生產的影響，一般都是加入化學消泡劑來消除泡沫。化學消泡劑的特點是不溶于起泡介質，以液滴、包裹固體質點的液滴或固體質點的形式分散于起泡介質中，能自發地進人液膜，使氣泡破裂。

常用的有醇類、油脂類、醚類、皂類、有機極性化合物及聚硅氧烷類等各種類型的消泡劑。聚硅氧烷類的乳液型消泡劑同非硅類消泡劑相比，具有消泡效果好、用量少的優點。但有機硅乳液型消泡劑成本較高，抗剪切和抗高溫性能差，易漂油、分層，耐堿性差。抑泡能力不是很理想。我們不用常規的二氧化硅作載體，復合其它輔助消泡成分，制備了性能優異的低成本消泡劑，在實際應用中取得成功。

1、實驗部分

1．1原料與儀器

聚二甲基硅氧烷(1 000mPa·s)，聚二甲基硅氧烷(500mPa·s)，德國瓦克公司產品；沉淀Si02、司班60、土溫60、油酸、羥乙基纖維素、防腐劑、聚醚L6l、十二烷基苯磺酸鈉、超細硅酸鋁等均為工業

品。

電動攪拌機；均質機；50 mL標準比色管；EHSYLAB電加熱器。

1．2實驗方法

1．2．1硅油膏的制備

在燒杯中加入15％復合聚二甲基硅氧烷(500mPa·S：l 000mPa·s)質量比為I：1．3，1％超細硅酸鋁，攪拌，升溫至110—150℃，保溫2—3 h，即成硅油膏。

1．2．2 油相的制備

向硅油膏中加入0．82％司班60，0．68％土溫60，升溫80℃，攪拌20—30 min使完全溶解。

1．2．3增稠劑溶液的制備

燒杯中加軟化水，攪拌下加入羥乙基纖微素，加熱到65℃，保持20min，溶解。

1．2．4消泡劑的制備

將油相加入乳化器，加熱至70—75℃，高速攪拌下加入增稠劑溶液。20 rain后加入1％聚醚L61，繼續高速攪拌30 rain，隨后緩慢加人余量50一60℃熱水，攪拌20 min，降至室溫。

1．3消泡劑的性能測試

1．3．1 消泡評測方法

向50 mL標準比色管中加入20 mL 2％的十二烷基苯磺酸鈉水溶液，塞好塞子，以60次／min的速度豎直振蕩1 rain，滴加5滴5％消泡劑，記錄泡沫全消時間。需時越短，消泡力越高。

1．3．2抑泡力測試方法

消泡測試后的比色管內液體，不再加消泡劑，以60次／min的速度豎直振蕩20 s，靜置考察泡末消除時間，記錄消泡次數。

消泡次數多寡體現了抑泡性的好壞。第一次泡沫消失的時間稱為消泡時間，隨后不再加入消泡劑，繼續進行第二次振蕩靜止后觀察泡沫消失時間。同樣重復進行到泡沫消失時間為一規定值(如60 s)，此時的重復次數稱為消泡次數。消泡次數多，抑泡性能好。

2、結果與討論

2．1乳化劑的選擇

乳化劑的作用是降低油相和水相之間的界面張力，使作為消泡劑主體的油相在水相中較穩定地分散成細小粒子，從而得到穩定的乳狀液。

用于消泡劑乳化加工的乳化劑應具有下列條件：

① 化能力強，能得到貯存穩定性好的乳狀液；

② 化劑本身低泡或不助泡，有消泡作用的更好；

③ 于應用時的環境條件適應性好，不受介質的pH值、溫度、水質、硬度等的影響而發生乳化性能的很大變化。

乳化劑通常采用復合表面活性劑，雖然可以參考用親水親油值HLB來選擇，但由于添加材料的復雜性和制作工藝的差異，最佳配伍性和加入量還要實驗確定。

通常情況下選擇適宜的乳化劑可使乳液穩定，但是若乳液過分穩定，使用時破乳慢不能發揮消泡作用，反而會使消泡效力下降；乳化劑用量小，則乳液會不穩定，分散不好破乳快，活性好，但易凝聚，導致污染起泡介質；乳化程度適當，分散后破乳速度合理，效果最好。固定聚二甲基硅氧烷質量分數15％，考察復合乳化劑(配比為1．2：1)質量分數對乳液穩定性和消泡效果的影響，見表1。

由表1可知，隨著復合乳化劑質量分數的增加，乳液穩定性和消泡效果均變好，但乳化劑質量分數過高，生產成本增加。因此，乳液中復合乳化劑的質量分數為1．5％較好。  

2．2載體的選擇

通常都選擇沉淀SiO：或氣相Si02，固定聚二甲基硅氧烷質量分數15％，復合乳化劑加量1．5％，考察了不同類型載體及添加量對消泡效果的影響，結果見表2。

由表2可知，超細硅酸鋁可使消泡時間大大縮短，但用量必須恰當，當用量≥5％時，會使乳液分層，且影響消泡效果和成本；用量太少則不能充分分散硅油，發揮不了消泡作用。最佳載體量為消泡劑總量的1％。

超細硅酸鋁實際是沉淀硅酸鋁鈉，按氧化物表示為：Na20·A1203·Si02·nH20，其中Si02和A1203含量分別在80％和10％左右。超細硅酸鋁為化學惰性體，不論在酸性介質中還是在堿性介質中都是穩定的，它具有極細的微粒、極好的懸浮性和純白的外觀，比表面積大于100 m2／g。另外其具有多羥基性，在水性介質中很容易潤濕和分散。

由它作載體形成的消泡劑有如下特點：

①分散性極好，消泡快；②懸浮性好，消泡劑儲存期長，分水少。

2．3硅油的選擇

作為消泡劑的主成分，聚二甲基硅氧烷表面張力低，消泡能力強，熱穩定性好，化學和生理惰性，加之不溶于水，又不溶于動植物油及高沸點礦物油中，因而，對大多數起泡介質能予以優異的消泡性能。

低黏度聚二甲基硅氧烷易分散，消泡快，抑泡性差；高黏度聚二甲基硅氧烷難分散，消泡慢，持久性強，抑泡性好。把不同黏度的硅油復合使用，效果最好。固定聚二甲基硅氧烷質量分數15％，復合乳化劑加量1．5％，改變500 mPa·s和l 000 mPa·8聚二甲基硅氧烷的質量比，考察不同黏度聚二甲基硅氧烷對消泡性能的影響，結果見表3。

由表3可知，聚二甲基硅氧烷質量比(500mPa·s：l 000mPa·s)為1：1．3時消泡效果最好，消泡時間13 8，消泡次數15次。固定復合乳化劑加量1．5％，聚二甲基硅氧烷質量比(500mPa·s：l 000mPa·s)為1：1．3，考察聚二甲基硅氧烷的質量分數對消泡劑的性能影響，見表4。

2．4復合聚醚對消泡劑性能的影響

在有機硅消泡劑中復合一定量的聚醚或低HLB值的油溶性表面活性劑，消泡性能將進一步優化。如添加聚醚L61，無論是消泡還是抑泡性能均有提高，在上述優化配方基礎上添加一定量的聚醚L6l，結果見表5。

由表5可知，添加l％聚醚L61的消泡劑的消泡及抑泡性能都有較大提高，消泡時間降至9 8，第一次抑泡時間為10 s，第二次抑泡時間為30 s。如果繼續增加聚醚的量，性能改進不明顯，且聚醚本身是表面活性劑，會帶進泡沫，就是說必須滿足一個條件，要在濁點以上使用，否則它會由消泡劑變為起泡劑。另外，聚醚L61的HLB值為3左右，會引起有機硅破乳，穩定性受到影響。為了克服這一點，需要在設計乳化體系時控制HLB值為8~12。復合聚醚的消泡劑耐堿性提高，在相對高的溫度下使用有一定的優勢，因為此時處于聚醚的濁點之上，能充分發揮消泡作用。

2．5消泡劑配方與技術指標

綜上研究，確定高效乳液消泡劑的配方見表6。

3、結論

采用15％復合聚二甲基硅氧烷作為消泡劑主劑，聚二甲基硅氧烷質量比(500mPa·S：1000mPa· s)為1:1.3，配以0．82％司班60和0．68％吐溫60的復合乳化劑，l％超細硅酸鋁，添加1％的聚醚1．61制得高效乳液消泡劑，消泡劑的穩定性及消泡性能和抑泡性能較好。該復合消泡劑在大型造紙廠使用效果良好，可取代市場常規的油性消泡劑和有機硅消泡劑。