Какие меры предосторожности следует соблюдать при использовании силиконового антипенообразователя?

Силиконовые дефоамеры важны в химической промышленности, покраске, текстильной отрасли и других отраслях, а в промышленных процессах следует обращать внимание на методы и предостережения при использовании силиконовых дефоамеров. Каковы предостережения при использовании силиконовых дефоамеров?

• Что такое противопенные агенты?
• Каковы преимущества силиконовых дефоамеров?
• Каковы классификации силиконовых дефоамеров?
• Как применять силиконовый дефоамер в производственном процессе?
• Как хранить силиконовый дефоамер?
• Каков метод разбавления силиконового антипены?
• Как улучшить эффективность силиконового антипены?

1. Что такое противопенные агенты?

Антипенное средство — это химическое вещество, используемое для подавления или устранения поверхностной пены, образующейся в процессе производства. Эти пены образуются система дисперсии газа в жидкости, где газ в качестве дисперсной фазы отделен непрерывной жидкой средой. Поскольку пена является термодинамически нестабильной системой, устранение которой значительно снижает свободную энергию системы, для её контроля требуются антипенные средства.

Механизм действия антипенное средство заключается в том, что оно может снижать поверхностное напряжение в системе пены, способствуя истончению пленки жидкости. Когда капля антипенное средство попадает в пузырную пленку, пленка быстро истончается и разрывается, поскольку поверхностное напряжение контактирующей части пленки снижается, в то время как окружающее поверхностное напряжение остается постоянным. Этот процесс распространяется на капли антипенное средство через жидкую пленку, и из-за сокращения и разрыва пленки в конечном итоге реализуется разрыв и устранение пены.

2. Каковы преимущества силиконовых дефоамеров?

Силиконовая антипена — это один из многих антипенных средств; благодаря превосходным характеристикам и широкому спектру применения она признана идеальной и наиболее перспективной антипеной. Она ещё более эффективна при использовании в сочетании с гидрофобно модифицированными частицами диоксида кремния, благодаря межфазной активности твердых частиц, так называемому явлению Пикеринга, которое облегчает проникновение капель антипены в пузырную пленку. Преимущества силиконовых антипенных средств включают их превосходную стабильность, высокую эффективность контроля пены и экологическую безопасность.

(1) Широкий спектр применения

Из-за уникальной химической структуры силикон не растворяется в воде или жидкостях, содержащих полярные группы, а также не совместим с углеводородами или органическими веществами, содержащими углеводородные группы. Это делает пищевую силиконовую антипену пригодной для демпфирования в водных системах, а также применимой в нефтяных системах, что позволяет ей выполнять свою роль контроля пены во многих областях.

(2) Низкое поверхностное напряжение

Поверхностное напряжение силиконового масла средней вязкости составляет около 20–21 мН/м, что намного ниже, чем у воды (72 мН/м) и других обычных жидкостей. Эта характеристика позволяет силиконовой антипене более эффективно снижать поверхностное напряжение системы пены.

(3) Сильная антипенная способность

Силиконовый дефоамер не только быстро разрушает существующую пену, но и эффективно подавляет повторное образование пены. Дозировка очень мала: всего одна миллионная часть от веса пеносистемы может дать значительный дефоамирующий эффект. Обычный диапазон дозирования составляет от 1 до 100×10-6 (то есть 1~100 ppm).

3. Каковы классификации силиконовых дефоамеров?

В зависимости от физической формы силиконовые антипенные агенты можно разделить на пять типов: чистый силиконовое масло, раствор силиконового масла, силиконовый крем и эмульсия силиконового масла, а также силиконовая смола. Среди них для дефоамеров чистого силиконового масла часто используется полидиметилсилоксан с низким поверхностным натяжением, который подходит для смазочных масел, добычи и переработки нефти, крекинга углеводородных тяжелых масел и других процессов дефоамирования.

(1) Чистое силиконовое масло

Низковязкое метилсиликоновое масло легко образует мелкие капли, диспергированные в пене, чтобы выполнять роль антивспенивателя, но из-за высокой растворимости оно обладает недостаточной непрерывностью; высоковязкое силиконовое масло, наоборот, имеет низкую растворимость, но длительную непрерывность. Смешивание обоих позволяет достичь одновременного действия по дефоумированию и подавлению пены. Кроме того, полиметилфенилсилоксан подходит для дефоумирования этанола, в то время как полисилоксаны, содержащие этиловые или пропиловые группы, подходят для дефоумирования красок и чернил.

Хотя поверхностное натяжение фторированных кремниевых масел немного выше, чем у метилсилитоновых масел, их растворимость в углеводородах ниже. В результате фторированные кремниевые жидкости превосходят в дефоамации негидрофильных систем. С другой стороны, поверхностное натяжение полидиметилсилоксана и его межфазное натяжение с водой также являются ключевыми факторами, влияющими на противопенный эффект.

The use of pure silicone oil as an antifoam agent, although its persistence is good, due to the existence of high interfacial tension with water, resulting in silicone oil is difficult to disperse in the foaming medium, which reduces the antifoaming efficiency. Pure silicone oil defoamer is more suitable for non-aqueous systems, in which the presence of dispersants and emulsifiers is not allowed. When used, the coating method is usually adopted, i.e., the silicone oil is directly applied to the system’s charging port, nozzle port, and container side wall, or hung on the velvet and mesh structure, in order to expand the contact area with the foaming system, so as to achieve the purpose of eliminating foam.

Полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксилами улучшают диспергирование кремниевых масел в воде, что, в свою очередь, повышает их дефоамующую эффективность. Например, разветвленные полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксилами имеют значительно улучшенные свойства пенообразования в воде по сравнению с диметиконами. Однако силоксанные связи легко подвергаются воздействию ионных реагентов, что в определенной степени ограничивает их применение в сильных щелочах, сильных кислотах и других системах.

(2) Силиконовый дефоамер типа раствора

Для улучшения диспергирования кремниевого масла в некоторых системах пенообразования можно использовать противопенные агенты типа раствора силикона. Этот дефоамер представляет собой кремниевое масло, растворенное в растворителе или смеси растворителей. Обычно используются растворители, такие как бензин, керосин, циклогексан, толуол и ксилол. Использование раствора кремниевого масла в качестве противопенного агента может быть основано на характеристиках и требованиях системы пенообразования, выборе подходящей вязкости кремниевого масла и растворителя для приготовления, а затем непосредственном добавлении в систему для дефоамации.

(3) Силиконовый крем-дефоамер

Кроме того, противопенная паста на основе силикона также является распространенным выбором. Она изготавливается путём перемешивания силиконового масла с мелкодисперсными порошками, такими как диоксид кремния, оксид алюминия или сажа, в смесительных машинах для получения вязкой пасты. Добавление твёрдых частиц дополнительно повышает эффективность дефоумирования. Противопенные пасты на основе силикона могут наноситься предварительным покрытием на порты загрузки системы, боковые поверхности контейнеров или сетки, а также растворяться в подходящем растворителе и добавляться непосредственно в вспенивающий раствор для дефоумирования. Как правило, последний метод более эффективен.

Процесс подготовки эмульсионного противопенного силиконового средства, обычно эмульсии масла в воде, подробно описан в предыдущем разделе. Этот дефоумер характеризуется лёгкой диспергируемостью в водных системах, что делает его очень подходящим для дефоумирования водных систем. Хотя ионные эмульгаторы обладают лучшим эффектом эмульгирования, они чаще используются в промышленном производстве, так как могут вызывать вспенивание, поэтому неионные эмульгаторы применяются чаще. Исследования показывают, что чем меньше размер частиц силиконовой эмульсии, тем лучше её способность к дефоумированию. Однако слишком мелкие частицы требуют больше эмульгаторов и также повышают вязкость эмульсии, тем самым снижая производительность дефоумирования. Поэтому целесообразно выбирать размер частиц эмульсии от 1 до 10.μмкм.

(4) Эмульсионный дефоумер

Силиконовая эмульсия масла является наиболее широко используемым дефоумером на основе силикона с самым большим объёмом применения. В процессе использования эмульсию достаточно добавить непосредственно в систему вспенивания водной фазы, и можно получить отличный эффект дефоумирования. Для обеспечения эффективности дефоумирования и точности измерений обычно не рекомендуется использовать силиконовую эмульсию масла с концентрацией более 10%; вместо этого её следует разбавить холодной водой или вспенивающей жидкостью до менее 10%. Необходимо избегать разбавления слишком горячими или холодными жидкостями, чтобы предотвратить разрушение эмульсии. Разбавленную эмульсию следует использовать в короткий срок для сохранения её стабильности. При необходимости можно добавить загустители для дальнейшего повышения стабильности эмульсии.

Во время работы, в зависимости от системы, силиконовую эмульсию масла можно добавить единовременно перед запуском системы, либо подавать порциями. Для непрерывных процессов работы силиконовую эмульсию масла следует добавлять непрерывно или периодически в соответствующих местах системы.

Кроме того, при использовании эмульсионных дефоумеров необходимо учитывать температуру, щёлочность и кислотность вспенивающей системы, поскольку силиконовая эмульсия масла вне диапазона использования может преждевременно разрушиться, что приведёт к снижению или неэффективности дефоумирования. Обычно дозировка эмульсии составляет (10-100) × 10⁻⁶ (по силиконовому маслу) от веса вспенивающей жидкости. Хотя дозировка может варьироваться в особых случаях, оптимальную дозу обычно необходимо определять экспериментально. Следует отметить, что метиловое силиконовое масло нетоксично и безопасно, поэтому его разрешено использовать в качестве пищевой добавки. Однако используемые эмульгаторы ограничены пятью конкретными видами, такими как глицериновые жирнокислотные эфиры и сорбитановые жирнокислотные эфиры.

Methyl silicone oil is usually used in solution or emulsion form, but after being added to the foaming fluid and stirred, circulated, or heated, the dispersed silicone oil gradually agglomerates, making it difficult for the antifoam agent to remain in contact with the foam, and the foam is regenerated. In order to maintain the longevity of the antifoam agent, it is critical to maintain its initial state of dispersion. For this reason, the introduction of hydrophilic groups in the polydimethylsiloxane chain, such as polyether, can effectively improve its emulsification performance, and even achieve self-emulsification. In recent years, the development trend of silicone antifoam agents is to silicone-polyether block copolymerization or graft copolymerization direction. This type of antifoam agent combines the advantages of silicone and polyether, significantly improving the defoaming ability. At the same time, through the silicone molecular chain in the block or graft hydrophilic polyethylene oxide chain or ethylene oxide – propylene oxide copolymerization chain, to achieve the self-emulsifying properties. This means this kind of defoamer can be evenly dispersed in the foaming medium, with a large spreading coefficient and high defoaming effect, which becomes a new kind of high-efficiency defoamer. Particularly suitable for the use of general silicone oil emulsion or general silicone oil emulsion is difficult to work occasions.

(5) Силиконовая смола

Противопенные средства на основе силиконовых смол широко используются во многих областях, включая нефть, химию, гальванику, печать и окрашивание, целлюлозно-бумажное производство, сахар, ферментацию, фармацевтику, медицину, пищевую промышленность, а также обработку воды и стоков. В качестве добавки к производственному процессу она может повысить эффективность таких операций, как фильтрация, обезвоживание и промывка, улучшить сброс стоков с взвешенными твёрдыми частицами, увеличить ёмкость хранения контейнеров и повысить эффективность оборудования для перегонки или испарения.

В водных дефоумерах силикон обычно используется вместе с другими компонентами, такими как поверхностно-активные вещества и эмульгаторы. Он может быстро диффундировать в водных системах, снижая поверхностное напряжение и устраняя пену. В то же время хорошие плёнообразующие свойства силиконовой смолы могут формировать защитную плёнку на поверхности жидкости, предотвращая повторное появление пены.

Силиконовая смола может выступать в качестве одного из основных компонентов в масляных дефоумерах. Из-за низкого поверхностного напряжения масляной системы эффект силиконовой смолы более очевиден. Она может быстро диффундировать к поверхности жидкости, дестабилизировать пену и устранять её.

Эмульсионный дефоумер — это эмульсия, образованная путём диспергирования противопенного средства в воде. Силиконовая смола может выполнять роль стабилизации эмульсии и улучшения эффекта дефоумирования в эмульсионном дефоумере. Она может взаимодействовать с другими компонентами эмульсии для формирования стабильной системы, а также формировать защитную плёнку на поверхности жидкости, предотвращая образование пены.

4. Как применять силиконовый дефоамер в производственном процессе?

(1) Выберите подходящий силиконовый дефоамер:

В зависимости от требуемых применения и области следует выбирать подходящий противопенный силиконовый агент. Разные продукты имеют различные характеристики и направления использования, их можно выбирать в соответствии с производственными требованиями и требованиями к производительности. В отличие от минерального масла, противопенные средства на основе силиконовой смолы имеют очень низкое поверхностное напряжение, медленно замерзают и обладают высокой температурой, а также легко разрушаются. Если противопенный агент заморозился, необходимо быть осторожным с образованием налёта и проводить тестирование перед использованием.

(2) Определите количество использования: 

Дозировки противопенного агента определяются в соответствии с фактическими потребностями и соответствующими технологическими параметрами. Как правило, при первоначальном применении дозу можно оценить на основе опыта, а затем постепенно корректировать в зависимости от фактических результатов.

(3) Предварительное разбавление: 

Противопенный силиконовый агент и вода или другие растворители используются для предварительного разбавления. В процессе разбавления необходимо непрерывно перемешивать, чтобы обеспечить полное растворение противопенного агента. Поскольку неоднородная эмульсия может легко создать расслоение, влияя на результаты работы противопенного агента, необходимо избегать частой пустой обработки.

(4) Интеграция в производственный процесс:

В соответствии с технологическими потребностями, в подходящее время предварительно разбавленный противопенный силиконовый агент добавляется в производственный процесс. В зависимости от фактической необходимости можно выбрать прямой способ добавления, распыление или скольжение.

(5) Обратите внимание на использование навыков:

В процессе использования следует обязательно обратить внимание на своевременное смешивание, чтобы противопенные агенты равномерно распределились. В соответствии с фактической ситуацией можно регулировать скорость перемешивания, чтобы обеспечить равномерную диспергируемость противопенного агента.

(6) Наблюдайте за эффектом:

После добавления противопенного агента необходимо внимательно наблюдать за эффектом дефоумирования. При необходимости дозу противопенного агента можно скорректировать для достижения желаемого эффекта дефоумирования.

(7) Обратите внимание на безопасность: 

При использовании противопенных силиконовых средств необходимо принимать защитные меры и избегать контакта с глазами, кожей и дыхательными путями. При случайном контакте следует немедленно промыть водой, а при серьёзном дискомфорте немедленно обратиться за медицинской помощью.

(8) Хранение и обслуживание:

После использования хранить противопенный силиконовый агента в герметичном месте, избегая прямого солнечного света и высокотемпературных сред. Если в агенте происходит осаждение или ухудшение качества, рекомендуется заменить его новым противопенным средством.

В заключение, кремнийорганический противопенный агент представляет собой очень практичную химическую добавку, которая может помочь уменьшить образование пены в производственном процессе и повысить эффективность производства. Прост в использовании, но в процессе применения необходимо обращать внимание на безопасность и эффективность наблюдения, чтобы обеспечить качество продукта и бесперебойное производство.

5. Как хранить силиконовый дефоамер?

Кремнийорганический противопенный агент является распространенным типом дефоамера, правильное хранение и использование которого являются ключом к обеспечению качества и безопасности продукта. Продолжительные интенсивные колебания или сильный сдвиг (например, при работе с механическими насосами, гомогенизаторами и т. д.) или перемешивание могут нарушить и разрушить стабильность дефоамера, поэтому необходимо обращать внимание на хранение кремнийорганического противопенного агента на основе смолы. Ниже приведены правильные методы хранения и меры предосторожности для кремнийорганического дефоамера:

(1) Условия хранения: Кремнийорганический противопенный агент следует хранить в сухом, прохладном и хорошо проветриваемом складском помещении. Избегайте прямого солнечного света и высокотемпературных сред, чтобы предотвратить порчу качества продукта.

(2) Упаковочные контейнеры: Кремнийорганические дефоамеры обычно поставляются в герметичных упаковочных контейнерах (например, пластиковых бутылках, ведрах или бочках). При хранении необходимо убедиться, что контейнеры целы и остаются запечатанными, чтобы предотвратить проникновение влаги и примесей.

(3) Избегайте смешивания: Кремнийорганические дефоамеры следует хранить отдельно от других химикатов, чтобы предотвратить взаимное загрязнение или химические реакции. Рекомендуется обеспечить четкую маркировку и разделение в зоне хранения.

(4) Предотвращение замерзания: Некоторые кремнийорганические дефоамеры могут замерзать или затвердевать при низких температурах. Если ожидается, что условия хранения будут подвергаться низким температурам, следует принять меры для предотвращения замерзания и, при необходимости, вернуть их в жидкое состояние.

(5) Осторожность в источниках воспламенения: Поскольку кремнийорганические дефоамеры обычно являются горючими веществами, зоны хранения следует держать вдали от открытого огня, высоких температур и источников воспламенения. Необходимо убедиться, что зона хранения соответствует требованиям пожарной безопасности и соблюдает соответствующие противопожарные нормы.

(6) Compliance: When storing and using silicone defoamers, follow local regulations and safety practices. It is needed to know the product’s Safety Data Sheet (SDS) and follow the recommended safe handling procedures.

(7) Периодическая проверка: Периодически проверяйте условия хранения и упаковочные контейнеры кремнийорганического дефоамера, чтобы убедиться в отсутствии утечек, повреждений или ухудшения. Если обнаружена какая-либо аномалия, следует немедленно принять соответствующие меры, например, заменить контейнер или обратиться к поставщику.

В заключение, правильные методы хранения и меры предосторожности могут обеспечить стабильность и безопасность кремнийорганических дефоамеров. Соблюдение условий хранения и безопасных процедур эксплуатации поможет сохранить качество продукта, снизить риски для безопасности и продлить срок службы дефоамера. При наличии вопросов или особых обстоятельств рекомендуется обратиться к поставщику кремнийорганического дефоамера или за профессиональной консультацией.

XJY-6010 / XJY-6011 / XJY-6012 Метил MQ кремнийорганическая смола для дефоамера представляет собой твердый порошкообразный полимер. Эта смола обеспечивает хорошие противопенные, гидрофобные и водоотталкивающие свойства.

6. Каков метод разбавления силиконового дефоамера?

Кремнийорганический противопенный агент на основе смолы можно разбавить непосредственно перед использованием, однако при этом стабильность дефоамера в процессе разбавления резко снизится, например, возможно расслоение, поэтому рекомендуется прибегать к использованию загустителя для разбавления.

Поэтому не рекомендуется разбавлять кремнийорганический дефоамер водой, так как это может нарушить вязкостную систему самого дефоамера; в случае плохого контроля это может привести к расслоению или даже к разрушению эмульсии, что значительно снизит эффективность дефоамера.

При использовании кремнийорганического противопенного агента на основе смолы необходимо следить за регулированием значения pH системы, поскольку значение pH влияет на истинную кислотно-щелочность системы и на результаты последующих операций. Рекомендуется использовать pH-тестовые полоски для измерения кислотно-щелочного баланса; затем необходимо регулярно проводить корректировку, поскольку длительное отсутствие корректировки может привести к неточностям в измерении эффективности и неравномерности перемешивания в процессе измерения. Неравномерность приведет к разнице в создаваемом эффекте в разных местах, а также на результат повлияет температура.

7. Как улучшить производительность силиконового дефоамера?

Кремнийорганический дефоамер получил широкое применение во многих водных системах, таких как химическая, бумажная, лакокрасочная, пищевая, текстильная, фармацевтическая и другие отрасли (например, в устройстве для экстракции ковров), благодаря своим широким возможностям, отличной эффективности дефоамирования, хорошей стабильности, низкому поверхностному натяжению, экологичности и многим другим преимуществам. Как можно повысить конкурентоспособность продукта?

XJY Силиконы является одним из ведущих силиконовая смола MQ и Силикон VMQ производители в Китае, с более чем 30-летним опытом исследований и разработок и производства в силиконовой промышленности, а также с более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наш продукты из силиконового сырья может удовлетворить потребности Область пеногасителей и поддерживать предоставление разнообразных индивидуальных решений.