趙清源+唐藝文+閻曉雨+張若愚+李潔

摘 要：消泡劑廣泛運(yùn)用于許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，而消泡劑本身的性能，很大程度上決定了消泡效果的好壞。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)目前使用較為廣泛的FG-2B型消泡劑進(jìn)行靜態(tài)室內(nèi)評(píng)價(jià)，探究其本身性能及影響因素，實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：FG-2B型消泡劑的適用條件非常廣泛，在常規(guī)條件下有著比較好的消泡性能。在消泡劑濃度為5%左右且溫度較高、pH為6時(shí)，其消泡能力與抑泡能力最強(qiáng)；而隨著礦化度的增加，其抑泡能力增加，消泡能力降低。通過(guò)調(diào)整到相對(duì)適宜的使用條件，可使其達(dá)到更好的使用效果。

關(guān)鍵詞：FG-2B型消泡劑；消泡性能；用量；溫度；pH；礦化度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.211

在許多工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，有時(shí)泡沫的存在會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行，加入消泡劑是既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)的消泡方法，在石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、紡織工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，消泡劑均有較為廣泛的應(yīng)用。此外，消泡劑也被大量運(yùn)用于造紙、印染、涂料、金屬加工等多種領(lǐng)域[1]。

在消泡劑的使用過(guò)程中，消泡劑本身的性能良好與否，是泡沫能否及時(shí)消除的關(guān)鍵性因素之一，其消泡性能、抑泡性能是本室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的重要指標(biāo)。

1 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

1.1 消泡劑性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

消泡劑性能評(píng)價(jià)體系中最關(guān)鍵的性能指標(biāo)是：消泡性能、抑泡性能。

消泡性能：在泡沫體系形成后，往泡沫體系中加入某種表面活性劑，能夠促使泡沫更加迅速地破泡，加速泡沫體系中液體水析出的能力。

抑泡性能：在起泡基液中加入某種表面活性劑，通過(guò)一定的作用機(jī)理，能夠抑制或延緩泡沫體系形成的能力。

1.2 消泡劑性能評(píng)價(jià)方法

消泡性能：在一定體積量的泡沫中加入消泡劑，記錄從加入消泡劑到泡沫完全消除時(shí)所用的時(shí)間，表示破泡速度，用以衡量消泡性能。在消泡過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)泡沫只是穿了一個(gè)洞，而沒(méi)有普遍破裂下降，則說(shuō)明該消泡劑的擴(kuò)散性很差，消泡能力很弱[2]。

抑泡性能：在一定量起泡基液中加入消泡劑，使用高速攪拌器，以3000～4000 rpm的速度高速攪拌一定時(shí)間，測(cè)定此時(shí)產(chǎn)生泡沫的體積，表示其抑泡性能[3]。

1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

取FG-2B有機(jī)硅消泡劑，分別測(cè)定其在不同用量、溫度、PH值及地層水礦化度影響因素下的消泡性能、抑泡性能。

（1）配置溶液。取起泡劑2mL配置為體積分?jǐn)?shù)2%的起泡基液100mL；配置兩組體積分?jǐn)?shù)為2%，溫度為5℃、10℃、20℃、40℃、60℃的起泡基液100mL；同理，配置體積分?jǐn)?shù)為2%，pH值為2、4、6、8、10和礦化度為20000、40000、60000、80000、100000的起泡基液100mL。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟。消泡性能評(píng)價(jià)：將起泡劑基液倒入金屬攪拌桶中，在GJ-1型高速攪拌機(jī)下（攪拌速度4500 rpm）攪拌2 min，待起泡充分后取500 mL泡沫；用量組進(jìn)行5組實(shí)驗(yàn)，每一組分別加入1 mL、2 mL、5 mL、8 mL、10 mL消泡劑，其他組則分別加入消泡劑2mL。從加入消泡劑開(kāi)始計(jì)時(shí)，直到量筒中500 mL泡沫完全消除，記錄時(shí)間為t。

抑泡性能評(píng)價(jià)：將混合了消泡劑的起泡基液倒入攪拌桶內(nèi)，靜置2 min，使攪拌桶內(nèi)的泡沫完全消除后，將混合液體在GJ-1型高速攪拌機(jī)下（攪拌速度4500 rpm）攪拌2min，并將產(chǎn)生的泡沫倒入量筒中，讀取產(chǎn)生泡沫的體積，記作H。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)用量、溫度、pH、礦化度等條件進(jìn)行改動(dòng)并依次完成實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 用量影響

從圖1可知：隨消泡劑加入量增多，起泡體積呈明顯下降趨勢(shì)，抑泡性能明顯提高，當(dāng)消泡劑大概在5mL時(shí)，體積下降速率減慢。抑泡性能并無(wú)明顯提高；隨消泡劑用量增多，消泡時(shí)間明顯減少，消泡性能大幅提高，而當(dāng)超過(guò)5mL時(shí)，消泡時(shí)間反而增加，消泡性能減弱。這是因?yàn)楫?dāng)消泡劑加入量較少時(shí)，能分散于體系中而作用在氣泡液膜表面的消泡劑較少，隨加入量增多，其在泡沫體系中能更好地鋪展開(kāi)來(lái)，使液膜變薄，加速泡沫破裂，抑泡性能提高[4]。加入量超過(guò)一定值后，能夠作用于氣泡表面的消泡劑有限，剩余的消泡劑則以液體形式存在于泡沫體系中，因此抑泡性能并無(wú)明顯提高。

2.2 溫度影響

從圖2可知：隨著溫度上升，起泡體積出現(xiàn)上升趨勢(shì)，消泡劑抑泡性能不佳，當(dāng)上升到20度左右，起泡體積迅速減小，抑泡性能隨之提高。在溫度較高的環(huán)境下，消泡劑抑泡性能較好；在一定范圍內(nèi)，隨溫度上升，消泡時(shí)間下降明顯，消泡性能提高。這是由于當(dāng)處于較低溫度環(huán)境，消泡劑分散速率慢，且起泡劑作用效果明顯，消泡劑抑泡性能受抑制。而當(dāng)溫度上升到一定程度，一方面消泡劑的分散鋪展速率和范圍明顯增加，消泡劑微?？裳杆倨茐钠鹋莸囊耗ぃ种婆菽a(chǎn)生；與此同時(shí)，已生成的起泡隨著溫度上升，起泡內(nèi)氣體壓力增大，使液膜變薄，氣泡更容易被消泡劑微粒破壞，進(jìn)而增強(qiáng)抑泡性能[5]。因此在溫度較高的環(huán)境下，消泡劑抑泡性能較好。

2.3 pH值影響

從圖3可知：在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性的環(huán)境下，起泡體積較大，消泡劑抑泡性能較弱，而在pH=6時(shí)，起泡體積達(dá)到最小，此時(shí)消泡劑的抑泡性能最好；在強(qiáng)酸性環(huán)境中，消泡時(shí)間較長(zhǎng)，消泡劑消泡能力較弱，當(dāng)pH=6時(shí)，消泡時(shí)間最短，此時(shí)消泡性能最好，而當(dāng)pH值繼續(xù)增加，溶液變?yōu)槿鯄A性環(huán)境時(shí)，消泡時(shí)間有所增加，但增加幅度較小。

2.4 礦化度影響

從圖4看出：隨地層水礦化度越高，泡沫體積在減小，且遠(yuǎn)小于在自來(lái)水中的泡沫體積，而消泡時(shí)間則逐漸增加，且遠(yuǎn)大于在自來(lái)水中的消泡時(shí)間。這說(shuō)明大量存在的離子的作用下即高礦化度條件下，消泡劑的抑泡性能提高，而消泡性能降低。

3 結(jié)論

FG-2B型消泡劑消泡性能較好，用量為2mL時(shí)消除500mL泡沫所用時(shí)間為450s，其消泡速度較快，但抗酸堿能力較弱，在高礦化度環(huán)境下消泡性能降低抑泡性能增強(qiáng)。FG-2B型消泡劑的消泡性能隨消泡劑用量的增加先增強(qiáng)后減弱，在500 mL泡沫中用量為5mL時(shí)，消泡效果最好；抑泡性能隨用量增加而增強(qiáng)。消泡性能隨溫度的升高而增強(qiáng)，抑泡性能在低溫和高溫環(huán)境下較好，而在常溫環(huán)境（20 ℃-30 ℃）下較弱。消泡性能和抑泡性能在pH=6左右時(shí)達(dá)到最好，其在弱酸弱堿的環(huán)境中均有較好的性能。受地層水礦化度的影響，隨礦化度的增加，其消泡性能減弱，抑泡性能增強(qiáng)。FG-2B型消泡劑的適用條件非常廣泛，在常規(guī)條件下有著良好的消泡性能。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李云龍，黃健斌，董忠杰等.PAF—02瀝青消泡劑的研制及工業(yè)應(yīng)用[J].化工進(jìn)展，2002（21）：493-495.

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