聚醚型消泡劑是環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的共聚物,主要是利用其溶解性在不同溫度表現(xiàn)出的不同特性達到消泡作用。低溫下,聚醚分散到水中,當溫度不斷升高時,聚醚親水性逐漸降低,直到濁點時,使聚醚成為不溶解狀態(tài),這樣才發(fā)揮消泡作用。在制備過程中通過調(diào)節(jié)聚醚的種類及原料的比例就可改變其濁點,從而可以應(yīng)用在不同行業(yè)。
聚醚型消泡劑主要分為GP型、GPE型、GPES型。
聚合環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷、或環(huán)氧丙烷與甘油即可獲得GP型。其在起泡介質(zhì)內(nèi)的抑泡能力要高于消泡能力。常用在生物農(nóng)藥、酵母等生產(chǎn)中做消泡劑。
GPE型消泡劑主要是將環(huán)氧乙烷加在聚丙二醇鏈段(GP型消泡劑)末端,變成親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油鏈端。其在介質(zhì)中易溶解,消泡能力強,但溶解度也較大,抑泡性能較差,常用于制藥工業(yè)做素發(fā)酵過程的消泡劑。
GPES型是在GPE型消泡劑鏈端用硬脂酸進行酯化處理后得到一種新的聚醚型消泡劑。因為這種結(jié)構(gòu)的分子親油性增加,親水性降低,易于聚集在氣液界面,因而消泡效率高。
不同種類的優(yōu)缺點:
礦物油類、酰胺類、低級醇類、脂肪酸及脂肪酸酯類、磷酸酯類等有機物消泡劑的研究應(yīng)用較早,屬于代消泡劑,其具有原料易得、環(huán)保性能高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點;缺點在于消泡效率低、專用性強、使用條件苛刻等。
聚醚類消泡劑是第二代消泡劑,主要包括直鏈聚醚、由醇或氨為起始劑的聚醚、端基酯化的聚醚衍生物三種。聚醚類消泡劑的優(yōu)點在于抑泡能力強,除此以外,還有些聚醚類的消泡劑具有耐高溫、耐強酸強堿等優(yōu)良性能;缺點是使用條件受溫度限制、使用領(lǐng)域窄、消泡能力較差、破泡速率低等。
有機硅類消泡劑(第三代消泡劑)有較強的消泡性能、快速的破泡能力、揮發(fā)性低、對環(huán)境害、無生理惰性、使用范圍廣等優(yōu)點,因此有著廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力,但是抑泡性能較差。
聚醚改性聚硅氧烷消泡劑同時兼有聚醚類消泡劑和有機硅類消泡劑的優(yōu)點,是消泡劑的發(fā)展方向。有時還可以根據(jù)其逆溶解性重復(fù)利用,但是此類消泡劑的種類較少,還處于研發(fā)階段,生產(chǎn)的成本較高。
消泡劑的主要成分一般為疏水顆粒、硅油和乳化劑,疏水顆粒吸附硅油,使有機硅在盡量少的情況下達到的效果。硅油作為主要的消泡介質(zhì),表面張力很小,既不親油也不親水,在體系中懸浮,消泡劑存在于泡沫壁中間時,排開油水相產(chǎn)生消泡效果,同時硅油有少量消耗,當疏水顆粒外的硅油完全被消耗時,造成泡沫體系渾濁。因此消泡劑選用的疏水顆粒、硅油、乳化劑用量和成色不同,造成了消泡劑性能千差萬別。當消泡劑的消泡效果好、抑泡時間長時,體系中一般不會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。