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消泡剂知识介绍(5)——消泡剂的消抑泡性能的评价(鼓泡法)

(2015-2-15)   Hits:753

鼓泡法是进行消泡剂消抑泡性能评价的最重要的方法之一。因为鼓泡法可以人为的持续地产生泡沫,从而可以比较有效地判断消泡剂的消泡性能和抑泡性能。

一、 鼓泡法评价消泡剂消抑泡性能的原理

对于待消泡体系,通过鼓泡器鼓泡就能产生泡沫。同一体系在相同的容器内在同等的鼓泡条件下产生的泡沫量或泡沫高度相同。如果按相同方式加入不同的消泡剂,其鼓泡后产生的泡沫量或泡沫高度会产生差异,根据其泡沫高度的不同从而可以判断其消泡剂在该体系消抑泡性能的优劣。

二、鼓泡法评价消泡剂消抑泡性能的要素

1 、容器的选择:为了方便读出泡沫的体积或高度,大多数情况下都选择在量筒中进行鼓泡法评价消泡剂实验。量筒的大小对实验的准确性有一定影响。量筒太小,稍作鼓泡泡沫就会满管,对于评价消泡剂的抑泡性能很不方便。量筒太大,做实验时浪费发泡体系太多,对发泡体系有限时消泡剂的评价很不利。一般情况下选择在 500ML 1000ML 量筒中进行实验。

2 、发泡体系加入量的选择:发泡体系的加入量与容器的大小有关,太小太大都不合适。发泡体系加入量太少,随着鼓泡后液体变成泡沫,会造成液体量不足不能浸没鼓泡头,从而使后期的鼓泡效率与前期不同,影响评价的准确性;若发泡体系加入量太多,会占用形成泡沫后泡沫占用的体积,也会使泡沫易于满管而影响消抑泡性能的评价。一般发泡体系加入量占量筒容量的 20%-40% ,常用 20%-30%

3 、消泡剂加入量的选择:消泡剂加入量的选择与振荡法相同,为了方便,将相关文字复制如下:一般是根据方便进行消泡剂的评价这一原则确定消泡剂的加入量。加入量过多,对比的消泡剂消泡都较快,不易看出其相对好坏;加入量过少,在某些体系消泡性能都较差,泡沫高,也不易看出其相对好坏。最佳的加入量是恰好能够明显观察各个消泡剂的消抑泡性能——泡沫高度或消泡时间差异最明显时候的消泡剂加入量。刚开始评价时是不知道最佳加入量的,一般从最小的加入量( 1 滴)试起,直到找到最佳的加入量。对于经常试验的体系最佳加入量是清楚的;对于已在生产上使用过消泡剂的体系,也可以先根据生产上原来加入比例作为刚开始试验的加入量。由于是做对比试验,不一定要找出最佳的消泡剂加入量,只要在最佳加入量附近一个范围内即可评价出不同消泡剂的相对好坏。这里需要特别注意的是,对比时加入的量一定要准确:如果是同量加入,则必须保证每种消泡剂加入的真实量是完全相同的,而不能仅仅是加入滴数的相同,因为受粘度等因素的影响,相同的滴数不一定是相同的重量。如果是同价相比,也应根据各个消泡剂的价格换算成加入的重量,然后准确加入。

另外还要提醒的一点是,在实验的过程,消泡剂必须在发泡体系中充分分散才可进行对比评价,若某消泡剂因某种因素未充分分散,则未分散的部分不能全部发挥作用,其消泡剂评价的数据是不准确的。

4 、鼓泡头和鼓泡气量的选择:鼓泡头的选择很重要,因为靠鼓泡头和气量来人为制造泡沫产生的量。鼓泡头气孔细密,则单位气量产生的泡沫数量多,泡沫体积较小;若鼓泡头气孔粗大,则单位气量产生的泡沫数量少,泡沫体积较大。体积较小的泡沫一般较体积较大的泡沫更牢固,更不易破灭。一般厂家为了方便大都选用鱼缸用加氧鼓泡器,其鼓泡头一般由石英砂等烧结而成,其特点是气孔细密,但也造成易于堵塞及烧结物易于部分脱落等问题。有些厂家自制鼓泡头,且通过气体流量计控制鼓泡器进气量,可以达到比较理想的鼓泡效果。

5 、实验温度的选择:评价消泡剂消抑泡性能的实验温度应与其实际应用时的温度相同或相近。发泡物质一般是一些表面活性剂,表面活性剂的发泡能力与其温度密切相关。有些表面活性剂在常温下泡沫丰富,超过某个温度则基本不起泡。有些消泡剂常温下表现很好,高温下则消抑泡很差;有些消泡剂高温下很优异,常温下则没有什么消泡能力。

普通的量筒无法进行高温情况下的消抑泡性能对比,最主要是量筒无法进行加热,在略高的温度下,量筒的底座会因为与筒体膨胀系数的不同而产生应力造成断裂。

有些厂家专门定制了可耐高温的量筒,还有些厂家专门设计加工了带有夹层的量筒,可以按使用要求通入所要求温度的液体,这样使消泡剂的消抑泡性能评价更接近生产实际。

三、鼓泡法评价消泡剂消抑泡性能的一般做法

1 、清洗将要进行消泡剂性能对比的容器。

2 、加入需要使用(或选定的)消泡剂的发泡体系。

3 、做空白实验(未加消泡剂情况下的消泡、抑泡数据):开动鼓泡器,记录从开始鼓泡到泡沫到达量筒最大容量时的时间。泡沫到达量筒最大容量值后关闭鼓泡器,记录泡沫从最高值下降到漏出液面时的时间(或者下降到泡沫较长时间稳定不变的时间)。

4 、关于消泡剂消泡抑泡性能的评价,不同的厂家有不同的做法,其结果也因评价方法的不同有所差异,各种做法也各有利弊,下面对一些常用做法做一介绍:

4.1 将发泡体系鼓泡至泡沫到达量筒最大容量,然后加入一定量的消泡剂,记录从加入消泡剂起到泡沫消除漏出液面的时间,作为消泡时间;泡沫消除完毕,开启鼓泡器,记录泡沫到达量筒最大容量或一定时间内泡沫到达的高度(或体积),作为抑泡时间。

这种做法最大的不足是消泡剂加入后可能来不及分散和发挥作用便直接砸入发泡液内,影响了消泡剂真实的消泡时间。而且,这种做法消泡剂的消泡时间只能测试一次。

4.2 将消泡剂按要求的量加入发泡体系,然后人为用力振荡使其分散均匀。开启鼓泡器,记录泡沫到达量筒最大容量或一定时间内泡沫到达的高度(或体积),作为抑泡时间;泡沫到达量筒最大容量值后关闭鼓泡器,记录泡沫从最高值下降到漏出液面时的时间(或者下降到泡沫较长时间稳定不变的时间)。

这种做法可反复进行测试,不仅可以观察消泡剂的消泡时间和抑泡时间,还可以通过数多次的测定,观察消泡剂在发泡体系中的消泡抑泡持久性。

四、 鼓泡法评价消泡剂消抑泡性能的优缺点

鼓泡法评价消泡剂消抑泡性能主要有以下优点:

对消泡剂消泡抑泡性能的评价相对比较准确,由于全程基本由仪器控制,基本排除了不同操作人员之间的差异,评价比较客观。

鼓泡法评价消泡剂消抑泡性能也有以下缺点:

由于量筒和鼓泡头个体的差异,消泡剂消泡抑泡的评价只能在一组体系中进行评价,试验效率较低。若要同时对比筛选多个消泡剂,实验会拖得很长。
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