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在许多工业(如印染、发酵、造纸、涂料、医药、油田开采、水处理等)的生产过程中，由于搅拌、振动、沸腾等操作经常会产生大量泡沫，如不经适当抑止，泡沫会给生产带来很多麻烦，如影响生产的正常进行、减少设备有效负载量、造成产品质量及生产能力下降等．为了消除和抑制泡沫，最有效和最经济简便的方法就是加入消泡剂．
消泡剂又称防沫剂，按状态可分为油状、乳液状、固态以及膏状等；按化学组成可分为醇类、脂肪酸类、酰胺类、磷酸盐类、聚醚类和聚硅氧烷类(习惯又称有机硅类)等．同非硅类消泡剂相比，有机硅类消泡剂因具有消泡和抑泡效果好、用量少等特点而受到各行各业的关注．目前，有机硅消泡剂已在国内得到了广泛应用，但与国外每年万吨以上的消耗量相比，无论是在档次、品种，还是在数量上都还存在着很大差距，一些高档次设备用的乳液型有机硅消泡剂还主要依赖进口．为此，在前期研究工作的基础上，2006年我们申报了陕西省教育厅产业化项目——纳米增效聚醚有机硅消泡剂的开发，现已成功研制出了乳液型高效有机硅消泡剂，且已转让给青岛能远物资有限公司．实验证明，该消泡剂的主要技术指标与国外同类产品相当，是一种高效的有机硅乳液消泡剂，完全可以替代进口产品，具有较好的经济效益和广泛的应用前景．
1.实验
1．1主要原料和仪器
主要原料：甲基硅油(粘度：600～800mPa·s／25℃)，工业品，济南亿佳化工有限公司；聚醚硅油(粘度：800～1 000mPa·s／25℃)，实验室自制；气相二氧化硅(白炭黑)，工业品。广州吉必盛科技实业有限公司；Span-80，AR，上海化学试剂公司；Tween-80，AR，天津宏美化工有限公司；羧甲基纤维素钠，AR，河北省文安县盛源纤维素厂．
仪器：电动搅拌机；温度自动控制仪；高速离心机；--Vl烧瓶；回流冷凝管；温度计．
1．2 高效乳液型有机硅消泡剂的制备方法
1．2．1改性二氧化硅的制备
将甲基硅油和气相法白炭黑(SiO2)按质量比100：8加入到带有搅拌器、温度计、回流冷凝管的三口烧瓶中，加热搅拌升温到130---150℃处理3～5 h，然后冷却至室温，得到白色粘稠液体，即改性二氧化硅．
1．2．2高效乳液型有机硅消泡剂的复配
在带有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，加入36份改性二氧化硅、20份聚醚硅油，搅拌混合均匀，再加入12份复合乳化剂(由Span80与Tween80组成，亲水亲油平衡值HLB约为10)，升温到40---50℃搅拌30 min，然后缓慢加入110份水，搅拌1 h得O／W型乳液，最后加入羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液(由2份CMC和20份热水混合而成)，搅拌30 min后出料，得乳白色高效乳液型有机硅消泡剂．
1．3 消泡剂的性能测试
起泡液：雕牌洗衣粉：十二烷基苯磺酸钠：TX-10：水=O．5：0．5：0．5：98．5．
1．3．1消泡性能
室温下，将25 mL起泡液加入到100 mL带塞量筒中，上下震荡10次，使泡沫体积达100 mL，然后加入质量分数为0．05％的消泡剂，同时启动秒表记录泡沫完全消失的时间．时间越短，说明消泡剂的消泡性能越好．
1．3．2抑泡性能
在500 mL量筒中加入100 mL起泡液，再加入一定量的消泡剂(用量为发泡液用量的0．05％)，将与N。瓶相连的玻璃管插入起泡液内鼓气泡，控制Nz流量为3 L／min，记录泡沫体积达到200 mL刻度处所
需的时间．时间越长，说明消泡剂的抑泡性能越好．
1．3．3稳定性
离心稳定性：在离心机中，以3 000 r／min的转速离心30 rain，观察乳液是否分层、漂油．
热稳定性：在45--一60℃的条件下存放48 h，观察乳液是否分层、破乳．
1．3．4水分散性
将0．5 g消泡剂加入烧杯中，再加入100 g水，振荡，观察其在水中的分散情况．若迅速分散，液面无油状物，则消泡剂的水分散性为优；若分散较快，液面无油状物，水分散性为良；若分散较慢，液面出现少量絮状物，水分散性为中；若不易分散，且絮状物较难消失，则水分散性为差．
2、结果讨论
2．1 甲基硅油粘度及用量对消泡荆性能的影响
甲基硅油表面张力低，消泡能力强，热稳定性好，呈化学和生理惰性，加之不溶于水，对大多数起泡介质均有优异的消泡性能，因此，我们选择甲基硅油作为消泡剂的一个主要组分．固定其他条件不变，考察甲基硅油粘度改变对消泡剂性能的影响，实验结果见表1．
表1表明，随甲基硅油粘度的增加，消泡剂的消泡时间呈先下降而后略增加的趋势，但抑泡时间则是一直在增加．这是因为低粘度甲基硅油表面张力小，易分散于起泡液中起消泡作用，但溶解度大，抑泡时间短；而粘度大的甲基硅油溶解度小，抑泡时间长，但乳化困难，消泡效果差．综合各因素，为获得良好的消泡、抑泡效果，本研究选用粘度为600--一800mPa·S的甲基硅油．
此外，甲基硅油在乳液中的含量也应适中，若用量太低，消泡效果差，为达预期的消泡效果，所加的消泡剂乳液量必须多，但这将会影响产品质量；若用量太高，则不易乳化．实验表明，甲基硅油在乳液中的适宜含量为16％～17％．
2．2二氧化硅选择及用量对消泡剂性能的影响
可用于甲基硅油消泡剂的二氧化硅有：气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅胶、硅溶胶及石英粉末等．由于气相二氧化硅(白炭黑)比表面积大，密度小，易分散，未经疏水处理显亲水性，在有机相中难以浸润和分散，经疏水处理后的表面羟基含量减少，聚集倾向减弱，表面自由能降低，由亲水转为疏水，与有机相的浸润性、分散性得到改善，有助于增强硅泊在起泡体系中的分散能力，增加乳液的稳定性，因此，我们选择气相二氧化硅与甲基硅油进行复配，以提高甲基硅油的消泡效果．
在其他条件相同的情况下，考察白炭黑不同用量对消泡剂
消泡性能的影响，实验结果如表2所示．
由表2可知，随白炭黑用量的增加，所得消泡剂乳液稳定性变差．相对于100 g甲基硅油而言，当白炭黑的用量低于8 g(折合乳液中白炭黑用量为1．3％)时，随白炭黑用量的增加，消泡剂消泡性能增强，但当白炭黑的用量高于8 g以上时，其消泡性能基本不随白炭黑用量的增加而改变．综合考虑，我们认为消泡剂中白炭黑的最适用量应以1．3％左右为宜．
2．3聚醚硅油用量对消泡荆性能的影响
聚醚硅油本身就有消泡和抑泡性能，能与甲基硅油／改性白
炭黑产生协同作用．固定其他条件不变，加入聚醚硅油(粘度：868mPa·s)并改变其用量，观察消泡剂的消泡性能，实验结果见表3．
由表3得知，单纯的甲基硅油／8炭黑乳液消泡效果不是最好．加入聚醚硅油后，在一定用量范围内，随其用量增加，消泡剂消泡时间变短，且有利于延长抑泡时间．另外，乳液的稳定性及其在水中的分散性随聚醚硅油用量的增加而变好．这是由于加入聚醚硅油后，聚醚硅油自身能自乳化，利用组分间的协同增效作用而使消泡剂的消泡效果明显改善．但当聚醚硅油用量超过20 g(占乳液总质量分数10％)时，会导致消泡剂组分的亲水性大增，易分散于起泡液中而使抑泡性降低，故合适的聚醚硅油用量为10％左右．
2．4乳化荆的复配及其用量对消泡剂性能的影响
乳化剂是制备乳液型有机硅消泡剂的关键因素之一．甲基硅油难以乳化，为了使乳化剂能很好地起NSL化分散作用，首先应考虑乳化剂的HLB值与硅油的HLB值(大约为8～11)相接近，其次要考虑乳化剂的发泡力要小，另外还要考虑被乳化体系与乳化剂憎水基之间的亲合力．通常离子型乳化剂如磺酸盐、硫酸酯等均有不同程度的助泡作用，而Span类和Tween类非离子型乳化剂与甲基硅油的亲和力较好，且发泡性能低，故本研究选用Span-80与Tween-80进行复配．复合乳化剂不同HLB值时消泡剂的消泡性能见表4．
由表4可看出，乳化剂HLB值约为10时，消泡剂的消泡性能、离心稳定性及在水中的分散性均较好．
固定其他条件和乳化剂Span-80与Tween-80的配比均不变，考察复合乳化剂用量改变对消泡剂性 能的影响，实验结果如表5所示．
由表5可知，乳化剂用量过小，消泡剂乳液不稳定，容易分层．乳化剂用量过大，消泡剂乳液稳定性提高，但消泡效果下降．此乃两方面因素造成：一是乳化剂用量过多，导致乳液粒子过小，从而使消泡速度降低；二是乳化剂用量过多，增加乳液的稳定性，使乳液粒子不能捕获气泡，失去消泡性能．当复合乳化剂的用量小于6％时，消泡剂乳液的稳定性随复合乳化剂用量的增加而增加，且消泡性能增强；当复合乳化剂的用量大于6％时，消泡剂的稳定性不随用量的变化而变化，但消泡性能降低．实验证明，复合乳化剂的用量约为6％时消泡剂消泡效果较好．
2．5增稠剂的影响
为了提高乳液的稳定性，加入增稠剂是一种有效的途径．常用的增稠剂有羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚乙二醇、海藻酸钠等．本实验选用羧甲基纤维素钠作增稠剂，用量占乳液总量的1％时取得了较佳的效果．
2．6消泡剂的稳定性、分散性试验
将制得的消泡剂在离心机上以3 000 r／min的速度离心30 min，消泡剂乳液无分层现象出现，表明所制得的消泡剂具有良好的离心稳定性．
将制得的消泡剂在45"--60℃的条件下存放48 h，乳液无分层、破乳现象发生，说明所制得的消泡剂具有良好的耐热稳定性．
将0．5 g消泡剂加入烧杯中，加入100g蒸馏水，振荡，消泡剂能较快分散于水中，且液面无油状物出现，表明消泡剂在水中分散性良好．
2．7与其他消泡剂消泡性能的比较
将自制的消泡剂与国内厂家常用消泡剂及进口同类消泡剂进行比较，结果见表6．
由表6可看出，自制消泡剂产品的消泡性能、水分散性以及稳定性都比较理想．
3、结论
(1)以甲基硅油、气相法二氧化硅、聚醚硅油为主要成分，采用Span80与Tween80为复合乳化剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂制得了高效乳液型有机硅消泡剂．该消泡剂消泡效果好，其主要技术指标与国外同类型产品相当．
(2)所制得的消泡剂乳液其离心稳定性、耐热稳定性好，在水中的分散性良好．
(3)本产品生产过程无三废排放，已在青岛能远物资有限公司实现工业化生产，取得了很好的效果．
