闡述起泡和消泡劑消泡作用原理
發布時間:2021-12-22 瀏覽
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我們在攪拌液體或充滿氣體時,它會在液體區域內形成許多氣泡,由液體產生的一些氣泡會很快粉碎并消失。有些液體不會消失,它們越積越多,就越能形成泡沫。泡沫是一個分散的系統,液體中分散著大量的氣泡。分散相為氣相,連續相為液相。泡沫液體積分數不大,泡沫體積較大。氣體被連續的液膜分離,形成不同大小的氣泡并沉積到泡沫塑料中。
能產生氣泡的物質就像表面活性劑,它在氣泡表面吸附一層表面活性劑分子結構。當濃度達到一定值時,在氣泡壁上形成固體塑料膜。表面活性劑吸附在氣液界面上,導致液面的界面張力降低,氣液表面張力增大,氣泡不易結合。氣泡的相對密度遠小于液體本身的相對密度。當上升的氣泡穿透液面時,它在液面上吸附一層表面活性劑分子結構。
因此,表面活性劑暴露在空氣中的氣泡膜不同于水溶液中的氣泡膜。它具有雙層表面活性劑分子結構,形成雙分子結構膜。吸附的表面活性劑對液膜有保護作用。它是破壞和抑制塑料膜的形成,消泡劑進入泡沫塑料的雙分子結構膜,破壞固定膜的結構力學平衡,達到破泡效果。
有機硅消泡劑必須是不溶解發泡物質的物質,它可以以液體的形式分散到發泡物質中,或以液體顆粒包裹的液體,或液體顆粒。消泡劑的界面張力比氣泡材料低,能自發地進入液膜并使氣泡分裂。
消泡劑易于在水溶液表面擴散,并自動在泡沫塑料表面擴散。它會在相鄰的表面上取一層水溶液,使液膜部分軟化,達到臨界厚度,液膜就會裂開,泡沫塑料就會被破壞。消泡劑在水溶液表面的擴散速度越來越快,使液膜越來越薄,破壞速度越來越快,破乳速度也越來越快。因此,破乳的原因一方面是容易擴散,消泡劑的分子結構被發泡劑的分子結構取代,形成抗壓強度較弱的膜。
同時,在攤鋪過程中,從相鄰表面取一定量的水溶液使泡沫液膜軟化,降低了泡沫塑料的穩定性,使其容易破壞。一種好的消泡劑還必須具有消泡和抑泡的功能,即不僅要使泡沫塑料迅速被破壞,而且要使泡沫塑料在相當長的時間內得到轉化。其原因可能與起泡劑(表面活性劑)在水溶液中的臨界膠束濃度是否超過有關。過量的水溶液會使消泡劑(通常是有機化學液體)溶解,從而失去其在表面的鋪展作用,大大降低破乳的效果。一段時間后,隨著消泡劑逐漸溶解,破乳效果變弱。