乳液型有机硅消泡剂的结果讨论

2.1 聚醚改性硅油及用量对消泡剂性能的影响

固定其他条件不变， 加入不同C=C/Si-H 摩尔比的聚醚改性硅油，考察消泡剂的性能。实验结果见表1。

由表1 可见，随着C=C/Si-H 摩尔比的提高，消泡剂的离心稳定性、水分散性、消抑泡性能提高，这是由于聚醚改性硅油本身就有消泡和抑泡性能，过量的聚醚能与二甲基硅油、聚醚改性硅油和疏水性气相二氧化硅产生协同作用，从而提高了消抑泡性能。固定其他条件不变， 加入C=C/Si-H=1.20:1的聚醚改性硅油并改变其用量，考察消泡剂的消泡性能。实验结果见表2。

由表2 得知，单纯的二甲基硅油／ 疏水性气相二氧化硅乳液消泡效果不是最好，加入聚醚改性硅油后，在一定用量范围内，随着其用量的提高，起泡液的持久起泡体积减小。另外， 乳液的稳定性及其在水中的分散性随聚醚改性硅油用量的增加而变好。这是由于加入聚醚改性硅油后，聚醚改性硅油自身能乳化，组分间能起协同增效作用而使消泡剂的消泡能力明显改善。但当聚醚改性硅油用量占乳液总量8.00％时， 会导致消泡剂组分的亲水性大大增强，易分散于起泡液中而使消泡性降低，故合适的聚醚硅油用量为8.00%左右。

2.2 气相二氧化硅型号及用量对消泡剂性能的影响

单独的二甲基硅油抑泡能力差，为了提高其消泡能力，可加入粒径小于25 μm 的铝、硅、镁的氧化物以改进其消泡能力。对制备乳液型有机硅消泡剂一般采用经六甲基二硅氮烷进行高温疏水处理的气相二氧化硅。未经疏水处理的气相二氧化硅显亲水性，在有机相中难以浸润、分散和乳化，经疏水处理后的气相二氧化硅表面羟基含量减少，表面自由能降低，由亲水转为疏水，聚集倾向减弱，与有机相的浸润性、分散性得到改善，有助于提高二甲基硅油在起泡体系中的分散能力，并且增加乳液的稳定性。因此选择疏水性气相二氧化硅与甲基硅油制成硅膏，以提高二甲基硅油的消泡效果。

固定聚醚改性硅油含量为8.00％，HLB 值为8.2 的复配乳化剂含量为5.33％， 硅膏含量为16.00％，考察硅膏中疏水气相二氧化硅的含量对消泡性能的影响。结果如表3 所示。

由表3 可知， 随疏水性气相二氧化硅的增加，所得消泡剂乳液稳定性变差。当硅膏中气相二氧化硅用量低于7.41%， 即相对于100 g 二甲基硅油，当气相二氧化硅的用量低于8 g 时，也就是乳液中气相二氧化硅含量为1.3%时，随疏水性气相二氧化硅用量的增加， 消泡剂消泡性能增强。但当硅膏中疏水性气相二氧化硅用量高于7.41%， 其消泡性能不随疏水性气相二氧化硅用量的增加继续提高。因此，疏水性气相二氧化硅的最适用量占硅膏质量的7.41%左右为宜。

2.3 硅膏含量对消泡剂性能的影响

固定聚醚改性硅油含量为8.00％，HLB 值为8.2 的复配乳化剂含量为5.33％，疏水气相二氧化硅含量占硅膏的7.41％， 考察硅膏质量分数对消泡剂性能的影响，研究表明：消泡和抑泡性能随着硅膏含量的增加而提高， 当硅膏含量达到16.00％以上，消泡和抑泡性能变化较小，而且随着硅膏含量的增加，乳化难度提高。因此确定消泡剂中硅膏的含量为16.00％。

2.4 乳化剂类型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，因为二甲基硅油较难乳化，必需正确选择乳化剂。首先要考虑乳化剂的HLB 值与二甲基硅油的HLB 值相接近，还要考虑被乳化物与乳化剂憎水基之间的亲合力。Span 类和Tween 类非离子型乳化剂与二甲基硅油的亲和力较好，且起泡性能低。使二甲基硅油乳化分散的乳化剂，由低HLB 值和高HLB 值的乳化剂复合使用效果较好，本实验采用Span-80 与Tween-80 复配，消泡剂稳定性好。不同HLB 值的复合乳化剂对消泡剂的消泡性能影响见表4。

由表4 可看出， 乳化剂HLB 值约为8.2 时，消泡剂的持久起泡体积最小、离心不分层及在水中的分散性优异。固定其他条件和复合乳化剂的配比，考察复合乳化剂用量的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， 乳化剂用量太少， 消泡剂不稳定，容易重新聚集而分层。乳化剂用量过多，消泡剂粘度增大，离心稳定性提高，消泡能力降低。这是由于乳化剂用量过多会导致乳液粒子过小，从而使消泡速度变慢；增加了乳液的稳定性，消泡剂在起泡液中难以扩散， 降低消泡性能。当复合乳化剂的用量小于5.33%时， 消泡剂的稳定性随复合乳化剂用量的增加而增加， 且消泡性能增表7 与国内外消泡剂性能的比较强；当复合乳化剂的用量大于5.33%时，乳液型消泡剂的稳定性不随用量而变化，但消泡性能随用量增大而降低。因此复合乳化剂的用量为全量的5.33%。

2.5 增稠剂的影响

为了提高消泡剂的稳定性，除了选择合适的复合乳化剂和气相二氧化硅外，加入增稠剂提高体系粘度是一种有效而现实的途径。常用的增稠剂有聚乙二醇、海藻酸钠衍生物、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物等。本实验选用羧甲基纤维素钠作增稠剂， 固定其他条件不变，研究羧甲基纤维素钠用量对消泡剂稳定性的影响。试验结果如表6 所示。