乳液型硅油聚醚消泡剂的研制分析

2022-09-10

在工业生产的过程中, 泡沫的产生在一定程度上影响着产品的生产和质量。如, 食品生产、医药制成以及涂料生产等。为保证生产产品的质量, 需要使用消泡抑制剂消除泡沫。由于市场上销售的消泡剂具有稳定性高、无毒性、消泡能力强以及适用面广等特点, 被广泛的应用。根据消泡剂的形态可以将其分成几种类型:固体型、乳液型、油型以及溶液型[1]。相较于其他几种类型, 乳液型在硅膏和硅油的作用下, 生成耐热性、抗氧化性以及化学稳定性较高的铲平, 不仅使用方便, 且适用范围较广, 因而该种有机硅消泡剂的用量是最大的。与有机硅消泡剂相比较, 聚醚型消泡剂抑制泡沫的能力强, 生成价格低廉。在工业生产中, 将有机硅与聚醚相互反应, 制成新型的硅油聚醚消泡剂。

一、实验操作部分

在工业生产中要想制成该种消泡剂就应当根据生产的条件, 选择合适的原材料进行生产, 以便能够将消泡剂所特有的性能发挥到最大。

1. 实验原材料

操作此次试验需要添加相应的材料。其主要包括了含氢硅油, 202型工业品;聚醚220, 分子量2000, 工业品;二甲基硅油, 201型工业品;十二烷基苯磺酸钠, 化学纯;气相二氧化硅, 工业品;斯潘60, 化学纯;催化剂, 化学纯;助乳化剂, 化学纯。

2. 制备方法

添加相关原材料后就需要按照相应的方法进行实验操作。首先, 硅油与聚醚复配。在本次实验的反应瓶中加入气相二氧化硅, 在此操作之中缓慢的加入硅油, 硅油可以选择含氢硅油或者是二甲基硅油, 聚醚在其搅拌均匀后加入, 并继续搅拌。在半小时后加入斯潘和助乳胶, 加热至80摄氏度后, 进行搅拌, 在搅拌的过程中加入温度为70摄氏度的水倒入相乳化后, 在温度65摄氏度左右的下继续高速搅拌半小时。在实验操作中, 不停的搅拌, 羧甲基纤维素钠稀溶液也是在溶液搅拌半小时后再加入其中的。羧甲基纤维素钠稀溶液加入半小时搅拌后就会形成30%左右的乳液型硅油聚醚消泡剂。其次就是二甲基硅油与聚醚的高温反应[2]。在实验操作的反应瓶中加入二甲基硅油、气相二氧化硅以及聚醚, 将三者搅拌均匀。当液体温度达到180摄氏度后, 静置3.5小时让温度下降到80摄氏度, 再加入斯潘和助乳胶化剂。羧甲基纤维素钠稀溶液同样是在液体温度65摄氏度左右高速搅拌的条件下加入的, 在高速搅拌半小时后就会生成30%左右的乳液型硅油聚醚消泡剂。最后就是含氢硅油与聚醚高温反应。30%的乳液型性硅油消泡剂则是这样生成的。在反应瓶中加入催化剂、含氢硅油、聚醚, 三者互相反应至100摄氏度, 在10小时候将其冷却至室温。加入气相二氧化硅搅拌均匀后再加助乳胶化剂和斯潘, 将液体加热至80摄氏度, 高速搅拌至温度70摄氏度左右, 半小时后加羧甲基纤维素钠稀溶液就会生产出相应的产品。

3. 应用试验

在量筒中加入一定量的十二烷基苯磺酸钠水溶液。向溶液中通空气鼓泡, 在泡沫体积达到一定量时, 使用胶头滴管加入适量的消泡剂, 记录消泡的时间, 所用时间越短就说明消泡性能越好。

二、实验讨论

在此次实验操作中, 无论是实验的结果还是实验的过程, 所获得的产品都达到令人满意的结果。在实验操作后对本实验进行讨论。

1. 聚醚类型的选择

在本次试验中, 所用的聚醚有330N和220N两种, 330N聚醚与硅油反应后就会得到黏性较大的产物, 生成物乳化后就会马上分层, 所得的乳液不便使用[3]。而应用220N聚醚, 生成的产物黏性相对较稳定。由此可见, 分子量较大的聚醚不适用制成乳液型硅油聚醚消泡剂, 并且本次试验主要使用的220N聚醚。

2. 乳化剂对消泡剂的影响

在工业生产中, 乳液型硅油聚醚消泡剂能够降低油相与水相之间的张力, 使得油相在水相表面形成稳定的细小粒子, 进而获得较为稳定地乳液。稳定的乳液有助于长期的储存。胶乳化剂在生产中具有重要的作用。工业上乳化剂的有多种, 常见的乳化剂有斯潘40、斯潘60和斯潘80。由于乳化剂的稳定性不同, 因而其在工艺生产中所起的作用也各不相同。

3. 硅油与聚醚之间的比例对消泡剂的影响

在本次试验中, 主要使用的两种类型的硅油, 即含氢硅油和二甲基硅油。这两种硅油采取复配和高温的形式, 按照不同的比例制成不同类型的乳液型硅油聚醚消泡剂。硅油与聚醚之间的比例不同, 对消泡剂的影响也各不相同。在实验操作中, 增加硅油的比例可以有效缩短消泡的时间, 增加聚醚的比例能够延长抑制泡沫的时间。两种硅油相比较, 在实验中无论是采用高温还是复配反应, 含氢硅油与聚醚消泡的效果优于二甲基硅油的效果。