聚醚改性硅油消泡剂消泡机理研究.pdf

,2010,24(2):80~84
研究开发SILICONEMATERIAL

聚醚改性硅油消泡剂消泡机理研究

鲁亚青1,张楠2,王文宗1,蔡振云1*
(1.浙江大学化学工程与生物工程学系,杭州310027;
2.安阳工学院化学与环境工程系,河南安阳55000)

摘要:以低含氢硅油和经封端及抗氧化处理的单端烯丙基聚醚为原料,在氯铂酸催化下合成聚醚改性
聚硅氧烷;再加入气相法白炭黑和二甲基硅油等复配制得硅膏,制得聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。与传统的
硅油消泡剂做平行对比实验,引入快、慢消泡剂的概念,发现聚醚改性硅油符合架桥-拉伸!消泡机
理,为快消泡剂;同时,讨论了气相法白炭黑可以促进分散效果提高消泡速率的原因。
关键字:聚醚改性聚硅氧烷,消泡剂,消泡机理,架桥-拉伸理论
中图分类号:TQ219文献标识码:A文章编号:1009-4369(2010)02-0080-05

消泡剂是加入少量即可有效消除泡沫的物有的研究基础上[4],先由不同比例的环乙烷和
质。现行的消泡剂按照组成可分为有机硅型和聚环丙烷共聚,再与由不同氢含量的硅油共聚得到
醚型两大类[1]。有机硅消泡剂是最早开发的一系列聚醚改性硅油消泡剂。选择其中较为典型的
类消泡剂,其主要的消泡活性组分是二甲基硅一种,在相同起泡液体系中与传统有机硅消泡剂
油;但二甲基硅油本身在水中分散性差,单独使进行对比,绘制出消泡曲线并探讨造成消泡曲线
用几乎无消泡效果,因此实际使用时还需借助某差异的原因,为其进一步的开发和生产应用提供
些载体(如水、动植物油等)和其它助剂(乳理论依据。
化剂、分散剂等),以增强其分散效果和稳定
1实验
性,达到消泡目的。低表面张力、化学和生理惰
性等显著优点,让有机硅消泡剂从一开发即得了11主要原料与试剂
广泛的应用。但随着工业的发展,其缺点也日益低含氢硅油:活性氢质量分数为01%~
暴露出来:由于乳化剂等助剂的加入,此类消泡020%,黏度(25#)为00542~00568,
[5]
剂在较高温度下容易出现破乳、漂油等缺陷,在自制;端烯丙基聚醚:用乙酸酐封端,用抗
氧剂进行抗氧化处理自制氯铂酸经
印染过程中容易在织物上留下油斑,限制了其在,;:CP,
异丙醇处理上海试剂厂气相法白炭黑
该领域的应用;消泡效率不够高等。聚醚型消泡,;:
剂多是由起始剂和环氧乙烷、环氧丙烷开环聚合R974,经脱水处理,浙江新安化工集团股份有
限公司;二甲基硅油:黏度为500mm2/s,杭州
形成的聚合物,其最大的优点是抑泡力强,但致
西湖有机硅厂;甲苯:AR,杭州化学试剂有限
命缺点是破泡率低,消泡缓慢不彻底。近年来关
公司;十二烷基苯磺酸钠:CP,汕头市光华化
于开发新的适用性更强,消泡效率更高的消泡剂
[2-3]学厂。
的研究层出不穷。聚醚改性硅油消泡剂由于
12聚醚改性硅油的制备
消泡效力强,耐热性、抗剪切性及耐酸碱性能
按聚醚链段与聚硅氧烷链段之间连接方式的
好,已引起了国内外众多学者和企业的共同关
注。它通过在聚硅氧烷链段上引入聚醚链段,从
而兼具两种消泡剂共同的优点,具有广阔的市场收稿日期:2009-12-25。
作者简介:鲁亚青(1985∀),女,硕士生,主要从事精细
前景。但目前的研究多停留在定性分析上,对此化学品的合成与应用。
类消泡剂消泡机理认识还比较模糊。本实验在已*联系人,E-mai:lzyca@izjueducn。
第2期鲁亚青等聚醚改性硅油消泡剂消泡机理研究81

不同,聚醚改性聚硅氧烷可分为Si∀O∀C型验通过硅氢加成法,即由含氢硅油与含链烯基的
(也称水解型)和Si∀C型(也称非水解型)。聚醚通过铂催化加成,制备Si∀C侧链型的改性
前者疏水性差,易被水解;后者对水稳定。本实聚硅氧烷。反应如式1。

(1)

在四口烧瓶中加入计算量的低含氢硅油、经将200mLLAS水溶液在25#用搅拌器搅拌
封端和抗氧化处理后的端烯丙基聚醚、适量的阻30s后移入量筒中,加入质量分数为01%的普
聚剂,以及原料总质量20%~25%的甲苯,搅通硅油消泡剂,测泡沫体积随时间的变化。
拌加热至80#左右,加入一定量的氯铂酸/异丙将200mLLAS水溶液在25#用搅拌器搅拌
醇溶液催化剂,升温至80~100#进行Si∀H加30s后移入量筒中,加入质量分数为001%的聚醚
成反应;随着反应的进行,溶液逐渐变透明,反改性硅油消泡剂,测泡沫体积随时间的变化。
应终点通过测定硅氢转化率[5]来确定。反应结
束后减压蒸馏除去甲苯及其它低沸点杂质,得聚2结果与讨论
醚改性硅油。21泡沫体积随时间变化关系
13改性硅油消泡剂的配制三组实验结果如图1所示。三组实验基于同
按配比将疏水性气相法白炭黑和二甲基硅一起泡