消泡剂复配及性能研究

青岛大学本科论文（设计）本科毕业论文(设计)题目：消泡剂复配及性能研究学院：化学化工与环境学院专业：轻化工程姓名：刘欢指导教师：张宾2014年6月4日青岛大学本科论文（设计）消泡剂复配及性能研究AStudyonPreparationandPerformanceofDefoamer青岛大学本科论文（设计）摘要本论文研究了三种消泡剂ESD-C（有机硅类）、Z-25AS（聚醚类）、TL-56-1（有机硅类）的消泡、抑泡性能，对其进行了复配实验，考察了各组分对消泡效果的影响，确定了最佳的复配工艺，并且与消泡剂702进行试验对比。结果表明：配比为1:3的配比为Z-25AS（25%）和TL-56-1（75%）的复配消泡剂（0.05%）为最佳，在最大限度上减少消泡时间，时间为4s，抑泡时间为9s。该复配消泡剂消泡、抑泡能力较好，性能优越，稳定性好。关键字：消泡剂；硅油型消泡剂；聚醚型消泡剂；复配；稳定性青岛大学本科论文（设计）AbstractInthisthesis,threedefoamersESD-C(silicone),Z-25AS(polyether),TL-56-1(silicone)ofdefoamingperformanceandtocarryoutcomplexwithexperimentstostudytheeffectsofanti-foamingeffectofeachcomponenttodeterminetheoptimalcomplexprocess,andthecomparisonwithexperiment702defoamers.Theresultsshowthat:theratioof1:3ratioofZ-25AS(25%)andTL-56-1(75%)ofcompounddefoamer(0.05%)isthebest,reducethemaximumextinctionsoaktime,timeof4s,defoamingtimeof9s.Thecomplexdefoamersdefoamingabilityisbetter,superiorperformanceandgoodstability.Keywords:defoamer;siliconedefoamer;polyetherdefoamer;complex;stabilty青岛大学本科论文（设计）目录1前言......................................................................11.1泡沫及其性能.........................................................21.1.1泡沫的形成.....................................................21.1.2影响泡沫稳定性的因素...........................................31.2消泡剂...............................................................41.2.1消泡剂物化特性.................................................41.2.2消泡剂的成分...................................................41.2.3消泡剂的分类消泡剂的种类很多，分类方法也有多种.................41.2.4消泡剂的应用...................................................61.2.5消泡剂的消泡机理...............................................61.2.6消泡剂的发展概况...............................................71.3聚醚改性硅油消泡剂...................................................81.3.1聚醚硅油消泡剂的反应原理.......................................81.3.2聚醚硅油消泡剂的消泡机理.......................................91.3.3复合型消泡剂...................................................91.4本课题研究的主要目的和意义...........................................92实验.....................................................................112.1实验仪器和试剂.....................................................112.1.1实验试剂......................................................112.1.2实验仪器......................................................112.2实验部分...........................................................122.2.1十二烷基苯磺酸钠溶液（LAS）配制及起泡性测定...................122.2.2消泡剂固含量的测定............................................122.2.3单一消泡剂的消泡、抑泡性能测试................................122.2.4消泡剂复配及消泡抑泡性能测定.....................................132.2.5稳定性测试.......................................................133结果与分析...............................................................153.1十二烷基苯磺酸钠溶液（LAS）起泡性..................................153.2消泡剂固含量的测定.................................................16青岛大学本科论文（设计）3.3单一消泡剂的消泡、抑泡性能测试.....................................173.4消泡剂的复配.......................................................183.4.1ESD-C与TL-56-1复配结果.......................................183.4.2Z-25AS与TL-56-1复配结果.....................................193.4.3Z-25AS与ESD-C复配结果.......................................193.5稳定性的测试.......................................................213.5.1离心稳定性....................................................213.5.2热稳定性......................................................214结论.....................................................................21致谢.......................................................................23参考文献...................................................................24青岛大学本科论文（设计）11前言在工业生产的某些场合往往需要加入一定量的表面活性剂，以满足溶液体系在诸如清洗、润滑、防锈等方面的特殊要求。加有表面活性剂的溶液体系因存在气体或搅拌等因素，易生成大量的泡沫[1]。泡沫的产生有时是有利的，如矿物的泡沫浮选，消防上的泡沫灭火，石油开采中的泡沫驱油等；但是，在某些领域却是不利的，如溶液浓缩、发酵生产、造纸过程中的纸浆处理、乳液生产等，需要使用消泡剂减弱、抑制或彻底消除泡沫才能满足实际生产的需要[2]。对消泡剂的研究最早始于德国实验物理学家Quincke，他首先提出了用化学方法来消泡的概念，例如用乙醚蒸气来消除肥皂泡。之后，19世纪的胶体化学家J．Plateau对液体起泡性进行了研究，提出表面张力小、黏度大的起泡液体起泡性较强。美国胶体化学家S．Ross在二次大战期间开始研究润滑油的消泡问题，战后连续发表多篇关于消泡的研究报告，在消泡剂的作用机理方面作出了突出贡献。道康宁（DowCornjng）公司的C．C．Currie对当时的消泡剂文献做了较大规模的整理，对造纸、发酵、锅炉等方面的消泡技术进行了全面系统的研究。工业生产的快速发展引起了消泡剂的使用量大增，对消泡剂的消泡效率、使用成本等提出了新的要求；同时，随着消泡剂在某些特定领域的不断扩展，对其在诸如高温、强酸强碱、高剪切等苛刻条件下使用的稳定性能和消泡性能提出了新的挑战[3]。1954年，美国Wagnd-ott公司首先投产聚醚型消泡剂，很快得到了迅速的发展。但对聚醚消泡剂的广泛应用和研究是从近几年随着聚醚工业的发展才开始的[4]。我国对消泡问题的研究始于上世纪50年代。到60年代初，我国开始对润滑油、传动油的消泡问题进行系统的研究，从而有助于飞机、内燃机车、舰艇、轿车等工业领域的发展。后来又对造纸、印染、发酵、天然气脱硫、混凝土等方面的消泡问题进行了研究。从60年代末，我国开始研究聚醚型消泡剂，并自70年代开始生产聚醚型消泡剂。聚醚型消泡剂首先被应用于抗菌素发酵行业，之后逐渐被推广到其他领域；品种也由当时的单一品种甘油聚GP，发展到现今的GPE、PPE、BAPE等。80年代时，各种各样的消泡剂大量涌现，消泡技术开始在我国各行各业得到了广泛的应用[5]。目前大量使用的消泡剂主要集中在硅油型和聚醚型两大类。硅油型消泡剂属低毒、抗氧化、破泡能力较强的消泡剂，且由于硅油本身具有亲油性，因此对油溶性溶液的消泡具有令人满意的效果。但是它的水溶性较差，使其在水体系中的使用收到了一定的限制；同时对微酸性发酵效果差，对菌丝发育又有一定的抑制作用，因此，在发酵行业的应用也受青岛大学本科论文（设计）2到了一定的限制；此外，在纺织印染行业，尤其是浅色织物的印染过程中，由于沉淀在织物上的硅斑不易洗净而又一次受到限制。聚醚消泡剂的优点是亲水性好，且抑泡能力较强，因此在水体系中有较好的消泡效果。但是它又有一个致命的缺点，就是破泡率低，一旦产生了大量的泡沫，聚醚消泡剂并不能一下有效地消除泡沫，而是需要补加一定量的消泡剂才能慢慢解决问题[6]。考虑到将上述两种消泡剂能有机地结合起来，发挥两者的优势，即产生了一种新型高效消泡剂：聚醚改性聚硅氧烷消泡剂（又称聚醚改性硅油消泡剂）。聚醚改性聚硅氧烷是通过选择具有较强抑泡能力的聚醚，和疏水性强、破泡迅速的聚硅氧烷为原料进行反应，从而在聚硅氧烷分子中引入聚醚链段制得的共聚物（简称硅醚）。将合成的硅醚，再与增稠剂、乳化剂等成分有效混合，得