工業(yè)上有很多工藝過程由于產(chǎn)生泡沫而成為生產(chǎn)上的嚴(yán)重問題。例如，潤(rùn)滑油在工作中產(chǎn)生的泡沫能夠降低以至喪失潤(rùn)滑性能，使元件磨損甚至發(fā)生故障．在制造抗菌素、谷氨酸等的發(fā)酵過程中，常因發(fā)泡嚴(yán)重而降低設(shè)備利用率，甚至影響氧的供給，使效率降低．在涂料噴刷器具時(shí)，由于產(chǎn)生泡沫，大大影響涂料的應(yīng)用效果．可見消除泡沫具有很大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。

消除泡沫最有效的方法是使用消泡劑，它能抑制泡沫的產(chǎn)生、消除已生成的泡沫．聚硅氧烷的表面張力非常低，本身分子間的作用力又小，在水及動(dòng)植物油，礦物油介質(zhì)中不溶解或溶解度極小，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑能夠迅速擴(kuò)散到泡膜表面，使泡膜破裂．有機(jī)硅消泡劑和一般消泡劑(如辛酸、脂肪酸及其酯類、磺化油、胺、金屬皂等)相比較，具有消泡能力強(qiáng)、不易與起泡介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、無毒、生理惰性等特點(diǎn)，是應(yīng)用范圍最廣的消泡劑。

1、 消泡機(jī)理

從熱力學(xué)觀點(diǎn)看．所謂“泡沫”就是一個(gè)不溶性氣體在外力的作用下，進(jìn)入到液體之中．并被液體相互隔離的非均相體系．產(chǎn)生泡沫時(shí)由于液體表面積的迅速增加，體系的自由能也迅速增加．泡沫體系自由能的增加．即△G=r△A(T．P)，其中r為液體的表面張力，A為體系的表面積，由此可知，泡沫體系自由能的增加是表面張力和增加表面積的乘積，因此，泡沫產(chǎn)生及難易程度與液體的表面張力有關(guān)。

實(shí)際使用的乳狀液中，由于表面活性劑過量，將混入的空氣用一牢固的液膜包圍起來；又由于表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)中都有親水和憎水基團(tuán)，當(dāng)氣泡形成時(shí)，由于分子問引力的作用，被氣泡壁吸附，并排列在氣液界面上，阻止了泡膜的破裂。

泡沫本是不穩(wěn)定的，它的破裂要經(jīng)過3個(gè)過程，達(dá)到自然消泡：①氣泡的再分布；

②膜厚的減少；

③膜的破裂。

但對(duì)于一個(gè)比較穩(wěn)定的泡沫體系，經(jīng)過這3個(gè)過程，達(dá)到自然消泡，需要經(jīng)過很長(zhǎng)的時(shí)間。這對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來說，是不現(xiàn)實(shí)的，所以絕大多數(shù)都使用消泡劑。

消泡劑以微粒的形式滲入到泡沫體系之中，接觸泡沫后，即捕獲泡沫表面的憎水鏈端，形成很薄的雙膜層，散布，層狀浸入，進(jìn)一步捕獲和擴(kuò)散．由于消泡劑的低表面張力．使泡膜的表面張力局部降低，膜壁逐漸變薄，而被用圍表面張力大的膜層強(qiáng)力牽引，最后導(dǎo)致泡沫破裂，如圖l所示。

2、 改性聚硅氧烷和聚醚形成的嵌段共聚物消泡劑的合成及性能測(cè)試

在此所述的消泡劑是用改性聚硅氧烷和低分子量的聚醚形成的嵌段共聚物。

2．1 低分子量聚硅氧烷的合成

（分子式）

具體步驟如下：l00 g三甲基乙氧基硅烷中加0．5 gKOH，加熱至ll0 ℃左右，反應(yīng)3 h，冷卻至50℃左右。加硼酸中和至中性，抽濾，除去不溶物，減壓蒸餾至90 ℃左右，真空度為20～40 mmHg，蒸餾頭溫度為40 ℃左右。由于硼酸是不溶于聚硅氧烷的白色粉末，在中和時(shí)硼酸不僅應(yīng)過量，而且還需要充分?jǐn)嚢瑁谜扯扔?jì)和比重天平分別測(cè)其粘度和比重，然后查其分子量M．聚硅氧烷分子量、聚臺(tái)度、粘度之間的關(guān)系見表1和表2。

實(shí)驗(yàn)用聚硅氧烷分子量分兩種，分別為532和458，為六聚物和七聚物。

2．2消泡劑的制備

在此所述消泡劑合成的另一種原料是聚醚，其粘度為212cp，分子量M一2000，這種聚醚是由

(1)和(2)聚合而成的，其分子式通式可表示為：

(3)，其中一端是一0R基團(tuán)，另一端則是一OH基團(tuán)．

這種聚醚在酸性條件下，可與聚硅氧烷分子間進(jìn)行交替縮合，形成嵌段共聚物，縮合時(shí)聚醚的一0R基團(tuán)和一0H都可參加，因而能夠生成小分子量的醇和水。具體合成的方法如下：

(1)在250 ml三頸瓶中，加入30 g分子量為532的聚硅氧烷，112 g分子量為2000的聚醚，30 ml甲苯，0.2mlCF3COOH(催化劑)裝上回流裝置和攪拌裝置。加熱至120℃，反應(yīng)時(shí)間為3．5 h，冷卻至50 ℃左右，加NaHco3中和至中性，抽濾，除去不溶物，在真空度為20～40 mmHg條件下，進(jìn)行減壓蒸餾，除去低拂點(diǎn)物質(zhì)，得消泡劑A1，測(cè)其粘度。

按上條件反應(yīng)3 h，2．5 h和2 h，分別得消泡劑A2，A3，A4，測(cè)它們的粘度。

A組是聚硅氧烷：聚醚=l mol：1 mol。

(2)在250 ml三頸瓶中加15 g分子量為45的聚硅氧烷，1 30 g分子量為2000的聚醚，30 ml甲苯，0.2mlCFscooH(作催化劑)，加熱至120 ℃，按條件反應(yīng)2 h，1．5 h和1 h，分別得B2、B3、B4，測(cè)它們的粘度。

B組是聚硅氧烷：聚醚=1 mol：2 mol

2．3消泡劑的性能測(cè)試

消泡劑的性能可用多種測(cè)試方法測(cè)定，在此所述的消泡劑是低粘度的，故用動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。

在刻度容器中，投入100ml起泡劑，添加1ml消泡劑后，使用均化器，以恒定的3000～4000 r·p·m高速攪拌樣品，時(shí)間為l 20～180 s，分別記錄攪拌后30 s、60 s、180 s時(shí)的液位高度。

3、 結(jié)果與討論

3．1數(shù)據(jù)處理

用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)分別測(cè)A組和B組消泡劑的粘度，測(cè)定時(shí)溫度為25 ℃，結(jié)果見表3。

              分別以消泡劑的粘度對(duì)反應(yīng)時(shí)間作圖，得圖2和圖3。

從圖2中可以看出，消泡劑的粘度隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增加，增

長(zhǎng)的幅度也隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，但其增長(zhǎng)的幅度沒有像A組消泡劑大，這可能是由于B組消泡劑都是用聚醚封端，而A組消泡劑則是一端用聚醚封端，另一端用聚硅氧烷封端。

3．2消泡劑的消泡性能結(jié)果討論

這次測(cè)消泡荊的消泡性能用了兩種發(fā)泡劑，一種是改性聚苯乙烯；另一種是240水溶性涂料，用它測(cè)得A組和B組消泡劑的消泡性能。

3．2．1由政性聚苯乙烯發(fā)泡劑所測(cè)

因攪拌而使液面升高，其高度為10 mm．未加消泡劑時(shí)攪拌后1 min的液面高度為l 5×1．1—16．5(ml)，稱Ho；未加消泡劑時(shí)，停止攪拌后1min的液面高度為6×1．1=6．6(ml)，稱ho；加消泡劑后攪拌1

min時(shí)的液面高度為H；加消泡劑后，停止攪拌后1 min時(shí)的液面高度為h；

△H=Ho—日      △h=ho-h以△H對(duì)粘度作得圖4。

3．2．2由240乳液涂料所測(cè)得

字母所表示的意義與上相同，但Ho=19．8 mL，ho=8×1．1=8．8 mL

同樣以△H對(duì)消泡劑的粘度作圖，見圖5和圖6．從圖5看出△H隨

粘度的增大而下降，△H越大表示該消泡劑的消泡性能越好，因而A組消泡劑對(duì)改性聚苯乙烯乳液的消泡能隨粘度的下降而增加；從圖6同樣可以看出，B組消泡劑對(duì)240涂料的消泡性也隨其粘度的增加而減小。    

    4、 結(jié)論

綜上所述，可得出一般性結(jié)論，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑有良好的消泡性能，且隨其粘度的減小消泡性能增加。