表面活性剂起泡和消泡作用

表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面活性剂起泡和消泡作用摘要：由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫；面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质，以及饼干、泡沫水泥、泡塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。起泡的原理由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫，当其中有固体粉末时，例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。从这些实例可以看出，只有溶液才能明显起泡，而纯液体则不能，即使压入气泡也不能形成泡沫。根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。无论是天然泡沫，还是人工泡沫，有时有利于生产，有时则不利于生产。在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中，起泡和泡沫是有利的，而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中，起泡和泡沫是有害的。特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂，起泡给下水处理带来困难。因此，起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关，不过有时需强化起泡，有时需减弱起泡，所以必须了解泡沫稳定性机理。当液膜变薄到一定程度，便导致液膜破裂，泡沫破坏。所以纯液体不能形成稳定泡沫。起泡力和泡沫稳定性起泡力若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动，发现前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好，因为起泡和泡沫稳定两者的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 是不同的。由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫，称为不稳定泡沫；由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫，称为稳定泡沫。起泡力的大小是以在一定条件下，摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。起泡性能良好的物质称为起泡剂，一些阴离子表面活性剂，如脂肪酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等均具有良好的起泡能力，它们都是良好的起泡剂(发泡剂)。应提起注意的是，起泡剂只是在一定条件下(搅拌、通气等)具有良好的起泡能力，而形成的泡沫不一定持久。一般地说，凡是能使液体表面张力降低、膜强度增高的起泡剂，不论生成的泡沫是否稳定，均具有较高的起泡力。形成泡沫时，液体表面积增大，因此，表面张力小有利于起泡。这只是从泡沫形成与表面张力平衡的角度来考虑问题的。外观上泡沫是静止的，但事实上并非如此，构成泡沫膜壁的液体不停地流动、蒸发、收缩，处于非平衡状态。所以，这里考虑平衡时的表面张力意义不大，必须了解表面张力随时间的变化情形。抑泡和消泡在许多情况下，起泡和泡沫会给工业生产、日用生活带来很多麻烦。例如在微生物工业、发酵酿造工业中，以及减压蒸馏、溶液浓缩、烧锅炉、机械洗涤等中，起泡和泡沫是有弊的。因此，必须防止泡沫，防止泡沫可采取抑泡法和消泡法。（一)抑泡法抑泡法是采用抑泡剂防止泡沫产生的方法。目前还没有有效的、普遍通用的抑泡剂，对各种不同情况必须具体分析，采用适宜的抑泡剂才能达到满意的抑泡效果。一般采用表面活性剂作为抑泡剂。具有良好抑泡效果的表面活性剂应具有如下的性质：它们在溶液表面不形成紧密的吸附膜，形成膜的表面弹性不会过高或过低，吸附分子的分子间力小。据此，带短聚氧乙烯链的非离子表面活性剂和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段型非离子表面活性剂均具有良好的抑泡性能，为常用的抑泡剂。抑泡剂的选择一般是通过实验衡量其抑泡效果来取舍的。主要有两种方法：第一种是动态发泡法，该法系由ASTM(AmericanSocietyforTestingandMaterials，美国材料试验学会)制定的检验润滑油泡沫的方法演变而来的，适用于检验低黏度介质中易分散的抑泡剂效率；另一种是塞尔维森(Si1verson)法，该法是用一个高转速的泵送混合装置，进行抑泡剂效率试验，适用检验高黏度的抑泡剂。合成脂肪酸、合成脂肪酰胺、硬脂酸聚氧乙烯酯、Stearox-61-85％硬脂酸聚氧乙烯(6)酯、5％异辛基酚聚氧乙烯(7)醚和l0％鲸蜡醇聚氧乙烯(20)醚的复配物]均可用作加异辛基酚聚氧乙烯(10)醚处理的黏土分散液的抑泡剂。合成脂肪酸可用作钻探、灭火用的非离子型泡沫剂UFE。(用煤焦油制得的非烷基化苯酚与8tool环氧乙烷的加成物)的抑泡剂。有机聚硅氧烷化合物的乳液可用作加异辛基酚聚氧乙烯(10)醚的漂白液的抑泡剂。聚乙二醇的两端接上疏水基的非离子表面活性剂具有良好的抑泡性能，它在泡沫的液膜上能防止表面活性剂分子垂直排列、密集吸附，使分子间的氢键减少；液膜强度显著降低，变得极易破裂。(二)消泡法配制表面活性剂溶液时，将表面活性剂置于容量瓶内，然后加水溶解，产生的泡沫超过标线后还要加一定体积的水，为配得准确浓度的溶液需采取消泡措施。方法有空气压力消泡和用赤热白金丝插入容量瓶消泡，此外还可以添加试剂消泡。从理论上讲，消除泡沫的稳定因素即可达到消泡目的。起泡和消泡的应用在实际生产中会遇到各种各样的泡沫问题，下面就有关起泡和消泡中主要应用的基本理论加以简要介绍，其中有的问题将在后面的章节中进行详细讨论。(一)起泡的应用1．泡沫浮选泡沫浮选是利用泡沫将矿石中有用成分与泥砂、黏土等物分离，使有用矿物富集。例如，将矿石粉碎成细粉末，加水搅拌并吹入空气，于是产生气泡，有用的矿物粒子黏附于气泡而浮于矿浆表面，可以收集起来，其他成分则沉于底部舍弃。大多数天然矿物表面是亲水的，易被水润湿，必须加入某种试剂使其表面疏水，才能使矿物细粒附着于空气泡沫上漂浮，这种试剂称为捕收剂。除了捕收剂，浮选还要使用起泡剂，其作用是使矿浆形成泡沫，以进行浮选分离。此外，有时还需要加入pH调节剂、抑制剂等，以达到对混合矿物进行选择性浮选的目的。浮选常用的起泡剂有松油、萜品醇等中等相对分子质量的醇类，以及樟脑油等。它们的价格较便宜且易得。捕收剂分阴离子捕收剂和阳离子捕收剂。阴离子捕收剂又分为硫氢化合物和氧氢化合物。硫氢化合物有黄原酸盐(二硫代碳酸盐，)、二硫代氨基甲酸盐．二硫代磷酸盐[(RO)。PSSM]、巯基苯并噻唑，氧氢化合物有羧酸盐、烃基硫酸盐和烃基磺酸盐等。阳离子捕收剂主要是胺类。硫氢化合物捕收剂适用于金属硫化矿的浮选，主要使用黄原酸盐和二烃基二硫代磷酸盐。硫氢化合物以外的捕收剂适用于氧化矿物、碳酸盐矿物的浮选，通常使用碳氢链长的捕收剂。(1)蛋白质泡沫灭火剂国外大型储油罐场所用的固定泡沫灭火器配置的灭火剂，其主要原料为天然蛋白质。天然蛋白质的主要原料为动物(牛、马)蹄、角的粉末，近些年来还利用甲醇蛋白质和酵母蛋白质等微生物蛋白质。其制法是，将这些原料用碱(氢氧化钠或氢氧化钙)在100℃左右加水分解数小时，然后加盐酸、硫酸或有机酸进行中和，加压过滤，再加百分之几的亚铁盐(如硫酸亚铁、氯化亚铁)和苯甲酸等防腐剂、乙二醇等防冻剂即得原液。该制品为黑褐色的黏稠液体，pH值为6～7．5，相对密度约为1．2，在20℃时表面张力为43mN／m左右，其水溶液的表面张力约为55mN／m，起泡力约为20cm(在20℃的罗斯一迈尔斯值)。动物蹄、角蛋白质的加水分解产物虽然具有优良的起泡能力，但稳定性较差，不能直接用作灭火剂，添加亚铁盐能提高耐热性、泡沫稳定性和高温耐油性，与不加铁盐比较，易生成沉淀和老化。人们对角蛋白质加水分解的产物中起泡的组分研究得还不多，其分子结构尚不十分清楚，很可能是相对分子质量为5000～20000的高起泡性的多肽。这种多肽的分子中含有大量的-COOH、--NH2、-CONH2基团，是两性表面活性剂，与两价铁形成的铁盐是消防石油类火灾的有效成分。虽然这种加铁盐后生成的多肽盐易发生沉淀和老化，但能在高温的油-水界面上形成稳定的分子膜，生成的泡沫极为稳定且又耐热，故灭火性能极为优良。