在众多工业生产过程以及日常生活中,泡沫的产生有时候会带来诸多困扰。比如在造纸工业中,泡沫会影响纸张的质量和生产效率;在食品加工时,泡沫可能导致产品外观不佳、口感改变。而消泡剂的出现,有效解决了这些泡沫问题。下面,就让我们一起深入了解消泡剂。
1.消泡剂的定义
消泡剂,从字面意思理解,就是消除泡沫的一类物质。它是一种能够降低液体表面张力,抑制泡沫产生或使已产生的泡沫迅速破灭的添加剂。简单来说,当我们在生产或生活中遇到泡沫过多的情况时,加入消泡剂,就能让泡沫快速消失,恢复正常的工作状态。
2.消泡剂的组成
消泡剂的组成主要有活性成分、乳化剂、载体和乳化助剂,其中活性成分为最主要的核心部分,起到破泡、减小表面张力作用;乳化剂是使活性成分分散成小颗粒,以便于更好地分散到油或者水中,起到更好的消泡效果;载体在消泡剂中占较大比例,其表面张力并不高,主要起到支持介质的作用,对抑泡、消泡效果有利,能把成本降低;乳化助剂是使乳化效果更好。
3.作用原理
消泡剂的作用原理主要基于以下几个方面:首先是降低表面张力。泡沫的形成是由于液体表面张力较高,使得气体容易在液体中聚集形成气泡并稳定存在。消泡剂能够快速降低液体的表面张力,使气泡难以形成,即使已经形成的气泡,也会因为表面张力的降低而变得不稳定,容易破裂。其次是破泡作用。消泡剂中的有效成分能够渗透到泡沫的液膜中,破坏液膜的稳定性。当消泡剂分子进入液膜后,会导致液膜局部的表面张力不平衡,使得液膜变薄,最终破裂,从而达到消泡的目的。
泡沫的破裂过程见图一:
4.常见类型
消泡剂主要分为非硅型、聚醚型、有机硅型和聚醚改性有机硅型。
非硅型消泡剂:主要有醇类、脂肪酸、脂肪酸酯及磷酸酯类等,适用于油性基液中。它的制备原料易得、环保性能高、生产成本低,但对致密型泡沫的消泡效率较低,且专用性较强,目前可以使用此类消泡剂的行业较少。
聚醚型消泡剂:聚醚消泡剂是以聚醚为主体成分。它的分子结构中含有亲水基和亲油基,能够在不同的体系中发挥作用。聚醚消泡剂具有良好的水溶性,在水中能够快速分散,并且对环境友好。它常用于发酵工业、洗涤剂生产、造纸工业等领域,能够有效地消除在这些过程中产生的泡沫。
有机硅型消泡剂:这是目前应用最为广泛的消泡剂之一。它是以聚硅氧烷为主要成分,具有优异的消泡性能和抑泡性能。有机硅消泡剂的表面张力极低,能够快速地在泡沫表面铺展,破坏泡沫的稳定性。它的优点是消泡速度快、效率高、用量少、化学性质稳定,适用于多种行业,如纺织印染、石油化工、食品加工等。
聚醚改性有机硅型消泡剂:此类消泡剂是利用聚醚链段或聚硅氧烷链段改性接枝后获得的硅醚共聚物,它是将两者的优点有机结合起来得到一种新型高效消泡剂,具有分散性好、抑泡能力强、稳定、无毒、挥发性低、消泡效力强等优点。
5.应用领域
工业领域:在化工生产中,如合成树脂、橡胶、塑料等生产过程中,常常会产生大量的泡沫,消泡剂的使用能够保证生产的顺利进行,提高产品质量。在纺织印染行业,消泡剂可以消除染色、印花过程中产生的泡沫,避免出现色斑、色花等问题,保证印染效果。在造纸工业中,消泡剂能够防止泡沫在纸浆中积聚,提高纸张的匀度和强度。
食品领域:在食品加工过程中,如酿造啤酒、制作乳制品、饮料生产等,泡沫的产生会影响产品的质量和外观。消泡剂可以安全地用于食品行业,消除泡沫,保证食品的口感和品质。不过,用于食品行业的消泡剂需要符合严格的食品安全标准,确保对人体无害。
医药领域:在药物制剂的生产过程中,例如注射液、口服液等的制备,泡沫可能会影响药物的质量和稳定性。消泡剂能够帮助消除这些泡沫,保证药品的质量和安全性。
6.使用注意事项
用量控制:消泡剂的用量并非越多越好,过多使用可能会导致其他问题,如影响产品的性能、产生副作用等。因此,在使用消泡剂时,需要根据实际情况,通过试验确定最佳的用量。
相容性:消泡剂需要与使用体系具有良好的相容性,否则可能会出现分层、沉淀等现象,影响消泡效果和产品质量。在选择消泡剂时,要充分考虑其与使用体系的相容性。
储存条件:不同类型的消泡剂储存条件有所不同,一般需要储存在阴凉、干燥、通风的地方,避免阳光直射和高温环境,以保证消泡剂的性能稳定。
7.国内外主要生产企业
1、国外企业
Dow 陶氏化学:1897 年始创于美国,是专门的全球性材料科学公司,拥有塑料、工业中间体、涂料和有机硅业务组合。1979 年进入中国市场,其消泡剂产品在包装、基础建设、交通运输、消费者护理等领域应用广泛,凭借强大的研发实力和生产规模,产品质量和性能处于国际领先水平。
BASF 巴斯夫:1865 年成立的德国化工巨头,是全球颇具规模的综合型化工公司,在大中华区拥有 20 多个主要全资子公司。产品涵盖化学品、材料、工业解决方案等多个领域,其消泡剂以技术品质和工匠精神著称,在绿色环保乳胶、助剂等方面是全球知名企业,能为不同行业提供高品质的消泡剂产品和解决方案。
BYK 毕克化学:1873 年始创于德国,隶属于阿尔塔纳集团旗下,是全球领先的特种化学品供应商之一,主要从事涂料、印刷油墨、塑料、胶粘剂和密封胶等行业的助剂产品的研发与制造。其消泡剂产品在涂料和油墨等领域具有独特的优势,能有效改善产品的性能和质量。
WACKER 瓦克:1914 年成立于德国,是全球知名的有机硅密封胶制造商,作为一家引领全球硅化学和乙烯化学发展的跨国公司,在全球拥有 20 多个生产基地。1993 年进入中国,其消泡剂产品以有机硅为主要成分,具有良好的稳定性和消泡效果,广泛应用于化工、电子等多个行业。
2、国内企业
江苏四新科技应用研究所股份有限公司:位于江苏省南京市,成立于 1992 年,是专业消泡剂制造商,也是《有机硅消泡剂》行业标准参编单位。拥有众多消泡剂产品专利、较具规模的生产基地以及完善的实验和中试平台,产品覆盖纺织、医药、造纸等诸多行业领域,畅销全国并远销海外十多个国家和地区。
万成消泡剂有限公司:创建于 2003 年,是安徽万成集团旗下企业,专业从事各种消泡剂、聚醚改性硅油研发生产。公司注重技术创新和产品品质,以高起点、高标准、高品质的要求经营企业,其消泡剂产品应用于石油化工、化纤、造纸等多个专项领域,品质达到国外第四代产品水平,是国内能与国外产品抗衡的生产商之一。
江苏赛欧信越消泡剂有限公司:成立于 1990 年,位于江苏淮安市金湖经济开发区,是江苏省高新技术企业。公司专注于消泡剂产品的研发与生产,建成有机硅、聚醚、高碳醇和食品消泡剂生产线 4 条,开发了炼化、发酵、食品等多个系列共 50 多个品种的产品,产品畅销国内并远销东南亚等多个国家,在世界消泡剂行业享有盛誉。
潍坊赛洋工贸有限公司:是一家从事有机硅消泡剂、污水处理消泡剂、醇类消泡剂等研发、生产、贸易于一体的综合性科技型企业。公司生产设备完善,加工工艺先进,检测手段齐全,产品广泛应用于造纸制浆洗浆、纺织印染、涂料油墨等领域,已形成年产各类消泡剂万吨以上的专业规模,“赛洋” 牌消泡剂产品具有消泡迅速、抑泡持久、稳定性好等特点。
8.发展趋势
1、产品环保化:全球环保意识提升,环保法规趋严,传统含有害物质的消泡剂逐渐被淘汰。生物基消泡剂、可降解消泡剂等绿色产品因环境友好性和高效性,将迎来快速发展。如 “双碳” 目标推进下,企业更关注消泡剂环保性能,以满足环保要求。
2、需求高性能化:随着工业生产精细化,水处理、石油天然气、智能制造等行业对消泡剂性能要求提高。高性能消泡剂具有更高消泡效率、更低残留量,能适应恶劣环境和复杂工艺,市场需求持续增长。例如纳米技术开发的高效环保消泡剂,性能远超传统产品。
3、服务定制化:客户需求多样化,不同行业和应用场景对消泡剂性能要求不同。企业需根据客户需求提供个性化解决方案,定制化服务成为行业发展新趋势。如针对不同行业特殊需求,开发专用消泡剂成为厂商竞争的新高地。
4、技术创新化:技术创新是市场发展重要动力,企业加大研发投入,开发新型产品和技术以提高竞争力和市场占有率。除纳米技术外,人工智能和物联网技术也将推动消泡剂生产过程智能化升级,通过智能监测系统,实时优化生产参数,提升产品质量和生产效率。
5、市场规模化:全球消泡剂市场规模不断扩大。
6、应用多元化:消泡剂应用场景广泛,包括金属加工液、清除胶乳、纺织上浆、食品发酵等领域。随着生物技术、新能源等新兴产业崛起,应用场景不断拓展,市场需求呈现多元化趋势。
转载自:化工好料到haoliaodao.com
来源:表面活性剂发展中心