在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中, 由于種種原因會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫, 直接影響到生產(chǎn)效率, 嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行, 特別在造紙、涂料、紡織、食品、制藥及石油化學(xué)等行業(yè)中, 泡沫的危害更

為突出, 造成的后果更為嚴(yán)重。本文對(duì)泡沫及穩(wěn)定原理、泡沫的消除方法進(jìn)行了總結(jié), 綜述了消泡劑的作用機(jī)理及其性能評(píng)價(jià)方法, 并對(duì)消泡劑及其性能的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了展望。

1.  泡沫及其穩(wěn)定原理

1.1　泡沫

泡沫的研究最早可以追溯到柏拉圖時(shí)代 ,但幾百年來(lái), 人們對(duì)泡沫的定義一直沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí) 。美國(guó)膠體化學(xué)L.I.Osipow和道康寧公司的R.F.Smith從泡沫的密度方面對(duì)泡沫進(jìn)行了定義;日本的伊藤光一從泡沫結(jié)構(gòu)的角度對(duì)泡沫進(jìn)行了定義, 但是卻忽略了氣泡間的相互聯(lián)系;我國(guó)著名的表面物理學(xué)家趙國(guó)璽教授對(duì)泡沫的定義為:泡沫是氣體分散于液體中的分散體系, 氣體是分散相(不連續(xù)相), 液體是分散介質(zhì)(連續(xù)相), 液體中的氣泡上升至液面,

形成少量液體構(gòu)成的以液膜隔開氣體的氣泡聚集物。目前, 國(guó)內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為:泡沫本身是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系, 當(dāng)氣體進(jìn)入含有表面活性劑的溶液中時(shí), 便會(huì)形成長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的泡沫體系。

1.2　泡沫的穩(wěn)定原理

1.2.1　泡沫的衰減機(jī)理

在重力和壓力差存在的條件下泡沫的液膜會(huì)不均衡的流動(dòng)排液, 氣泡中的氣體也會(huì)因?yàn)榕菽蛇厜毫Σ畈煌脑虿粩嗟陌l(fā)生擴(kuò)散滲透,所以泡沫本身的不穩(wěn)定性主要從動(dòng)力學(xué)方面得以體現(xiàn)。

其衰減的機(jī)理主要有氣體透過(guò)液膜的擴(kuò)散和液膜的排液這兩個(gè)方面 , 這兩種性質(zhì)是泡沫本身固有的屬性, 與表面活性劑的存在與否都沒有關(guān)系, 但是這兩種衰減機(jī)理, 只在泡沫體系形成的初始階段作用比較明顯, 隨著泡沫體系的衰減, 這兩種作用逐漸減弱, 使得泡沫衰減的速率逐漸變慢。

1.2.2　泡沫的穩(wěn)定因素

泡沫產(chǎn)生的直接原因是表面活性劑的存在,使溶液的表面張力降低, 在此原因和泡沫衰減機(jī)理的共同作用下, 不同的泡沫體系表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性能主要和以下幾種因素有關(guān):起泡溶液的表面張力、泡沫的表面粘度、溶液的粘度、表面張力的自我修復(fù)作用(即Gibbs表面彈性和Marangoni效應(yīng))、液膜的表面雙電層斥力和熵斥力、表面活性劑的疏水端結(jié)構(gòu)和空間位阻效應(yīng)等, 這些因素之間不是獨(dú)立存在的, 一種因素的改變會(huì)使其他的一些因素也改變。影響泡沫的穩(wěn)定性最主要的因素就是液膜的彈性和排液速率, 從這個(gè)角度考慮可以看出在不同的泡沫體系中泡沫穩(wěn)定性影響的主要因素都是不同的, 并且往往有時(shí)幾種影響因素同時(shí)存在、共同作用。

除以上這些因素外還有些因素也會(huì)影響到泡沫的穩(wěn)定性, 如泡沫的大小、溶質(zhì)與溶劑的配合、溫度、pH值、溶劑的蒸發(fā)速率、泡沫的受沖擊程度以及表面活性劑的吸附速率等。