Какие факторы влияют на эффективность силиконового пеногасителя?

Во многих отраслях (таких как печать и крашение, ферментация, бумажная промышленность, лакокрасочные материалы, фармацевтика, переработка пищевых продуктов), oilfield mining, water treatment, industrial applications, chemical processing, etc.) In the wide range of промышленные процессы, смешивание, вибрация, кипячение и другие операции часто приводят к образованию большого количества пены, что вызывает множество проблем в производстве: нарушает нормальный ход процесса, снижает загрузочную способность оборудования, приводит к ухудшению качества продукции и снижению производительности. Для устранения и контроля поверхностной пены наиболее эффективным, экономичным и простым методом является добавление пеногасителя.

Силиконовый пеногаситель, также известного как антипенный агент или силиконовый антипенный агент, который по агрегатному состоянию может подразделяться на масляные, эмульсионные, твердые и пастообразные и т.д.; По химическому составу — на спирты, жирные кислоты, амиды, фосфаты, полиэфиры (продукт является отличным пеногасителем для металлообрабатывающих жидкостей, целлюлозно-бумажной промышленности и красок и т.д.) полисилоксаны (обычно также называемые силиконами) и т.д. Силоксановые агенты и технологические добавки могут удовлетворить самые разнообразные требования процессов. Как правило, пеногасители разрабатываются на основе носителя, которым может быть силиконовое масло, растительное масло, синтетический полимер и т.д. По сравнению с несиликоновыми пеногасителями, силиконовые пеногасители обладают хорошим пеногасящим и пеноингибирующим действием, снижают нагрузку на двигатель и трудозатраты за счет устранения необходимости постоянной очистки сборного бака, имеют низкое содержание летучих органических соединений (ЛОС), предотвращают такие дефекты поверхности, как усадка, «рыбий глаз», микронеровности и слабые места в краске после высыхания, имеют сертификацию для контакта с пищевыми продуктами, и другие характеристики делают их востребованными в различных отраслях.

 

Далее кратко описаны факторы, влияющие на эффективность пеногасителя. 

Вязкость метилсиликонового масла Выбор и дозировка диоксида кремния Дозировка полиэфирсиликонового масла Композиция эмульгаторов и начальная дозировка Выбор загустителя

Каждый из этих влияющих факторов будет подробно описан далее.

• Влияние вязкости и дозировки метилсиликонового масла
• Влияние выбора и дозировки диоксида кремния
  • Может использоваться для силиконового масла метилсиликона в качестве диоксида кремния в пеногасителях:
  • Экспериментальное заключение
• Влияние дозировки полиэфирсиликонового масла
• Влияние комбинирования эмульгаторов и их дозировки
  • Комбинирование эмульгаторов
  • Экспериментальное заключение
• Влияние загустителей

1. Влияние вязкости и дозировки метилсиликонаметилсиликонамасла на производительность силиконового пеногасителя   

Methyl silicone oils have low surface tension, strong defoaming ability, good thermal stability, chemical and physiological inertness, plus insoluble in water, and have excellent defoaming performance for most foaming media, this property can be used as a hot tub defoamer and spa chemicals. Therefore, we choose methyl silicone oil as the main component of silicone defoamers. Fixed other conditions, to examine the impact of changes in the viscosity of methyl silicone oil on the performance of the defoamer, the experimental results: with the increase in viscosity of methyl silicone oil, the defoamer defoaming time was first reduced after a slight increase in the trend, but the time of foam inhibition is always increasing. This is because the low viscosity of methyl silicone oil surface tension is small and easy to disperse in the foaming solution to play the role of antifoaming, but the solubility of large, easily dispersed, short foam inhibition time; and viscosity of methyl silicone oil solubility is small, long foam inhibition time, but emulsification difficulties, Poor existing control foam effect.

Кроме того, содержание метилсиликонового масла в эмульсии должно быть умеренным: при слишком низкой дозировке пеногасящий эффект слабый, и для достижения ожидаемого эффекта придётся увеличивать количество пеногасящей эмульсии, чтобы предотвратить existing пену, но это повлияет на качество продукции; при слишком высокой дозировке эмульгирование затруднено. В условиях высоких требований эксперименты показывают, что оптимальное содержание метилсиликонового масла в эмульсии составляет 16–17%.
 

2 . Влияние выбора и дозировки диоксида кремния

(1) Для кремнийорганического пеногасителя на основе метилсиликонового масла можно использовать следующие типы диоксида кремния:

Пирогенный диоксид кремния, осаждённый диоксид кремния, силикагель, золь кремнезёма, кварцевый порошок и т.д. Поскольку пирогенный диоксид кремния обладает большой удельной поверхностью, малой плотностью и легко диспергируется, но без гидрофобной обработки является гидрофильным и плохо смачивается и диспергируется в органической фазе; после гидрофобной обработки содержание гидроксильных групп на поверхности снижается, склонность к агрегации ослабляется, материал становится гидрофобным, улучшается его смачиваемость и диспергируемость в органической фазе, что способствует повышению дисперсии силиконового масла в пенообразующей системе и увеличению стабильности эмульсии! Поэтому мы решили добавить пирогенную кремнеземную пыль в полидиметилсилоксановое масло для повышения эффективности последнего в устранении нежелательной пены.

(2) Экспериментальный вывод

Было исследовано влияние различных количеств кремнезема на пеногасящие характеристики силиконового дефомера в одинаковых условиях, результаты экспериментов представлены ниже. С увеличением количества гидрофобного кремнезема и контролем пены стабильность полученной эмульсии дефомера ухудшалась. По отношению к 100 г метилсиликонового масла, когда количество кремнезема ниже 8 г (эквивалентно 1.300 в эмульсии), пеногасящая эффективность дефомера усиливается с увеличением количества кремнезема, но когда количество кремнезема превышает 89, пеногасящая эффективность практически не меняется с ростом количества кремнезема. При всестороннем рассмотрении мы считаем, что наиболее подходящее количество кремнезема в дефомере должно составлять примерно 1.3%.

 

3 . Влияние дозировки полиэфирсиликонового масла

Полиэфирсиликоновое масло само по себе обладает пеногасящими и пеноподавляющими свойствами и может оказывать синергетический эффект с метилсиликоновым маслом/модифицированным кремнеземом. При фиксированных остальных условиях, добавляя полиэфирсиликоновое масло и меняя его дозировку, и наблюдая за пеногасящими характеристиками дефомера, получены экспериментальные результаты: простая эмульсия метилсиликонового масла/кремнезема не дает наилучшего пеногасящего эффекта. После добавления полиэфирсиликонового масла, в определенном диапазоне дозировок, с увеличением его количества время пеногашения дефомера сокращается и способствует продлению времени пеноподавления.

Кроме того, стабильность силиконовой эмульсии и ее дисперсность в воде улучшаются с увеличением количества полиэфирсиликонового масла. Это связано с добавлением полиэфирсиликонового масла, которое само способно к эмульгированию, и благодаря синергетическому эффекту между компонентами пеногасящий эффект дефомера значительно улучшается. Но когда количество полиэфирсиликонового масла превышает 20 г (10% от общей массовой доли эмульсии), это приводит к значительному увеличению гидрофильности компонентов дефомера, легкому рассеиванию в пенящемся растворе и снижению контроля пены, поэтому оптимальная концентрация полиэфирсиликонового масла составляет примерно 10%.

4 . Влияние композиции эмульгаторов и их дозировки

(1) Композиция эмульгаторов

Эмульгатор является одним из ключевых факторов при приготовлении эмульсионного силиконового пеногасителя. Метилсиликоновое масло трудно эмульгировать, поэтому, чтобы эмульгатор мог эффективно выполнять свою эмульгирующую и диспергирующую функции, в первую очередь следует учитывать близость значения ГЛБ эмульгатора к значению ГЛБ силиконового масла (около 8-11), затем учитывать низкую пенящую способность эмульгатора, а также учитывать сродство гидрофобных групп эмульгатора с эмульгируемой системой (неводная система). Обычно ионные эмульгаторы, такие как соли сульфокислот, сульфатные эфиры и т.д., обладают различной степенью пенообразования, в то время как неионные эмульгаторы класса Span и Tween имеют лучшее сродство с метилсиликоновым маслом и обладают низкой пенящей способностью, поэтому в данном исследовании для компоновки были выбраны Span-80 и Tween-80. Можно видеть, что пеногасящая эффективность, центробежная стабильность и дисперсность дефомера в воде лучше, когда значение ГЛБ эмульгатора составляет около 10.
 

(2) Экспериментальный вывод

При фиксированных остальных условиях и неизменном соотношении эмульгаторов Span-80 и Tween-80, для изучения влияния изменения количества композитного эмульгатора на характеристики дефомера проведены эксперименты, результаты: при слишком малом количестве эмульгатора эмульсия дефомера нестабильна, склонна к расслоению. При слишком большом количестве эмульгатора эмульсия дефомера стабильна, но пеногасящий эффект снижается. Это вызвано двумя факторами: во-первых, избыток эмульгатора приводит к захвату воздуха, в результате частицы эмульсии становятся слишком мелкими, что снижает скорость пеногашения; во-вторых, избыток эмульгатора увеличивает стабильность эмульсии, что ведет к потере пеногасящих свойств. Когда количество композитного эмульгатора меньше 6%, при низких концентрациях стабильность эмульсии дефомера увеличивается с ростом количества композитного эмульгатора, и пеногасящая эффективность усиливается; когда количество композитного эмульгатора превышает 6%, стабильность дефомера не меняется с изменением количества, но пеногасящая эффективность снижается. Эксперименты доказали, что при количестве композитного эмульгатора около 6% пеногасящий эффект дефомера лучше, подавляется больше пены.

 

5. Влияние загустителей масла на производительность силиконового пеногасителя

Для повышения стабильности эмульсий добавление загустителей является эффективным способом. Обычно используемые загустители включают натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, этилцеллюлозу, полиэтиленгликоль, альгинат натрия и т.д.

XJY Silicones — поставщик сырья первого выбора для кремнийорганических пеногасителей

XJY Силиконы, one of China’s leading MQ-смола (для пеногасителя) производители, имеют более 30 лет опыта исследований и разработок и производства и более 15 связанных патентов в силиконовой отрасли, также могут разработать экономически эффективные продукты согласно вашим задачам по пеногашению и пеноподавлению.