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        FG—2B型消泡劑的室內(nèi)評(píng)價(jià)及影響因素研究

        2015-12-10 08:05:52趙清源唐藝文閻曉雨張若愚李潔
        山東工業(yè)技術(shù) 2015年24期

        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):

        [1]馮建國(guó),路福綏,武步華等.有機(jī)硅消泡劑在農(nóng)藥加工中的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理,2010,31(01):30-33.

        [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.

        [3]黎鷹.消泡劑的評(píng)價(jià)及使用注意事項(xiàng)[J].紙和造紙,2000:60-61.

        [4]李巋.聚醚消泡劑的結(jié)構(gòu)與性能[J].精細(xì)與專用化學(xué)品,2006(14):3-7.

        [5]朱靈玲.聚乙烯醇消泡劑的應(yīng)用研究[J].天然氣化工:c1化學(xué)與化工,2002(27):29-33.endprint

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