表面活性剂--泡沫.ppt

1 第八章泡沫分散体系2024/3/19 周二表面活性剂2打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等，液体泡沫。人们通常所说的泡沫多指面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为固体泡沫。液体泡沫也是本节要讨论的主要内容。泡沫:以少量液体构成的液膜隔开气体的气泡聚集物。起泡剂：起泡好的物质称为起泡剂。稳泡剂：在表面活性剂配方中加入增加泡沫稳定性的物质。8.1.18.1.1泡沫的分类泡沫的分类 8.1泡沫性质 图8.1 气泡、气泡分散体、泡沫1 1）寿命）寿命）寿命）寿命“短短短短暂暂泡沫泡沫泡沫泡沫”和和和和“持久性泡沫持久性泡沫持久性泡沫持久性泡沫”。2 2）产产生泡沫的力和破泡力之生泡沫的力和破泡力之生泡沫的力和破泡力之生泡沫的力和破泡力之间间的平衡的平衡的平衡的平衡“不不不不稳稳定性泡沫定性泡沫定性泡沫定性泡沫”和和和和“稳稳定性泡沫定性泡沫定性泡沫定性泡沫”。3 3）聚集状）聚集状）聚集状）聚集状态态液多气少的液多气少的液多气少的液多气少的“气泡分散体气泡分散体气泡分散体气泡分散体”和气多液少的和气多液少的和气多液少的和气多液少的“泡沫泡沫泡沫泡沫”。8.1.2 8.1.2泡沫产生的条件泡沫产生的条件 1.1.1.1.气液接触气液接触气液接触气液接触 2.发泡速度高于破泡速度 3.制造泡沫的方法1)聚集法发泡液中有高压气体、低沸点液体或反应后能生成气体的物质，通过减压或化学反应，使气体分子集合形成泡沫。如啤酒、汽水、水沸腾和泡沫灭火器等。2）分散法通过搅拌、振荡、喷射空气等方法使气、液混合。8.1.38.1.3泡沫的破坏机制泡沫的破坏机制 1.1.泡沫液膜的排液变薄泡沫液膜的排液变薄 2.2.气泡内气体的扩散气泡内气体的扩散 1.1.泡沫液膜的排液变薄泡沫液膜的排液变薄A A A A重力排液重力排液重力排液重力排液 在在地地心心引引力力作作用用下下液液膜膜就就会会产产生生向向下下的的排排液液现象，使液膜变薄。现象，使液膜变薄。B表面张力排液图73 Plateau边界由于阻力的存在，膜达到一定的厚度可能达到暂时平衡。从曲面压力看，膜之间夹角为120度时，泡沫最稳定。膜之间夹角为120度时，泡沫最稳定，所以在多边形泡沫结构中，大多数是六边形。小气泡内的压力大于大气泡内的压力.2）气泡内气体的扩散8.2表面活性表面活性剂的起泡和的起泡和稳泡作用泡作用图7.4泡沫生成模式图表面活性表面活性剂的泡沫性能的泡沫性能 “起起起起 泡泡泡泡 力力力力”是是 指指 泡泡 沫沫 形形 成成 的的 难难 易易 程程 度度 和和 生生 成成 泡泡 沫沫 量量 的的 多少。多少。“泡膜泡膜泡膜泡膜稳稳定性定性定性定性”是指生成泡沫的持久性消泡的是指生成泡沫的持久性消泡的难难易。易。1）表面活性）表面活性剂的起泡性的起泡性表面活性表面活性剂降低水的表面降低水的表面张力的能力来表征力的能力来表征。2）表面活性剂的稳泡性泡沫“寿命”2024/3/19 周二表面活性剂163.4.2表面活性剂的起泡和稳定作用1表面活性剂的起泡性表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度加压通气、搅拌W外=E=A2024/3/19 周二表面活性剂172表面活性剂的稳泡性稳泡剂天然化合物高分子化合物合成表面活性剂2024/3/19 周二表面活性剂18在肥皂水里加入一小匙的砂糖或少许的茶叶，放在阴暗处过夜后，就会发现这种肥皂水吹出来的泡泡颜色不但鲜艳，而且比较不容易破裂。肥皂，热水8.3泡沫泡沫稳定的因素定的因素泡泡泡泡沫沫沫沫是是是是一一一一种种种种热热热热力力力力学学学学不不不不稳稳稳稳定定定定体体体体系系系系，破破泡泡后后体体系系总总表表面面减减少少，能能量量降降低，这是一个自发过程。低，这是一个自发过程。泡泡泡泡沫沫沫沫破破破破坏坏坏坏的的的的过过过过程程程程，主主要要是是隔隔开开气气体体的的液液膜膜由由厚厚变变薄薄，直直至至破破裂裂的的过程。过程。泡沫的泡沫的泡沫的泡沫的稳稳定性主要取决于排液快慢和液膜的定性主要取决于排液快慢和液膜的定性主要取决于排液快慢和液膜的定性主要取决于排液快慢和液膜的强强度。度。度。度。2024/3/19 周二表面活性剂201表面张力泡沫的稳定性与那些条件相关呢？3界面膜的性质2表面张力的修复作用4表面电荷5泡内气体的扩散1）表面）表面张力力液液液液体体体体的的的的表表表表面面面面张张力力力力低低低低，有有利利于于泡泡沫沫的的形形成成，生生成成相相同同的的泡泡沫沫，外外界界对对体体系系作作功功较较少少，体体系系能能量量的的增增加加亦亦较较少。少。液体表面液体表面液体表面液体表面张张力不是泡沫力不是泡沫力不是泡沫力不是泡沫稳稳定性的决定因素定性的决定因素定性的决定因素定性的决定因素。2）表面活性）表面活性剂的自修复作用的自修复作用 在泡休液膜受到外力外力冲击时，有使液膜厚度恢复，使液膜强度恢复的作用，Gibbs-Marangoni效应。Marangoni效应图7-5表面活性剂的自修复作用Gibbs弹性 Gibbs弹性：性：通过收缩使该处表面活性剂浓度恢复并且阻碍液膜的排液流失。表面吸附分子的迁移表面吸附分子的迁移第一种第一种第一种第一种过过程自低表面程自低表面程自低表面程自低表面张张力区迁移至高表面力区迁移至高表面力区迁移至高表面力区迁移至高表面张张力区。力区。力区。力区。第第第第二二二二种种种种过过程程程程是是是是溶溶溶溶液液液液中中中中的的的的表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂分分分分子子子子吸吸吸吸附附附附至至至至表表表表面面面面，恢恢恢恢复复复复表表表表面面面面分分分分子子子子的的的的密密密密度度度度，使使使使受受受受到到到到冲冲冲冲击击液液液液膜膜膜膜的的的的表表表表面面面面张张力力力力恢恢恢恢复复复复到到到到原原原原来的来的来的来的值值。例例例例1 1：醇：醇：醇：醇类类水溶液水溶液水溶液水溶液例例例例2 2：表面活性：表面活性：表面活性：表面活性剂剂溶液溶液溶液溶液浓浓度超度超度超度超过过cmccmc较较多多多多时时。表面吸附膜的坚固性通常以表面粘度表面粘度来量度。表面粘度表面粘度是指液体表面单分子层内的粘度。3）界面膜的性质7.1一些表面活性剂（0.1）的表面张力等性质和泡沫寿命的关系表面活性剂表面张力(达因厘米)表面粘度（表面泊）泡沫寿命（秒）Tritox-10030.5-6烷基苯磺酸钠32.5310-3440E607ZL25.6410-31650月桂酸钾35.03910-32200十二烷基硫酸钠38.5210-369十二烷基硫酸钠23.55510-36100由表7-1可知溶液表面张力的高低与泡沫的寿命无一定关系。A A表面粘度表面粘度表7.2十二醇对纯十二烷基硫酸钠水溶液的表面粘度和泡沫寿命的影响十二烷基硫酸钠浓度（g/100ml）十二醇浓度（g/100ml）表面粘度（表面泊）泡沫寿命（秒）0.10210-3630.10.001210-38250.10.0033110-312000.10.0053210-313800.10.0083210-315900.50-2950.50.0052.59600.50.0152.511000.50.0252.451200a十二烷基硫酸钠在液膜上形成的吸附b十二烷基硫酸钠与十二醇在液膜形成的堆密混合膜图7-6液膜中形成了十二烷基硫酸钠与十二醇在液膜形成的堆密混合膜图7-7月桂酰异丙醇胺对0.1%月桂酸钠溶液（pH=10）的泡沫寿命和表面粘度的影响一方面，表面粘度大使液膜表面强度增加；另一方面使临近液膜的液体不易排出 B界面膜的弹性表表表表面面面面粘粘粘粘度度度度无无无无疑疑疑疑是是是是生生生生成成成成稳稳稳稳定定定定泡泡泡泡沫沫沫沫的的的的重重重重要要要要条条条条件件件件，但但但但也也也也不不不不是是是是唯唯唯唯一一一一的的的的。并并并并非非非非越高越好还须考虑膜的弹性。越高越好还须考虑膜的弹性。越高越好还须考虑膜的弹性。越高越好还须考虑膜的弹性。例例例例:十十六六醇醇能能形形成成表表面面粘粘度度和和强强度度很很高高的的液液膜膜但但却却不不能能起起稳稳泡泡作作用用，因因为为它它形形成成的的液液膜膜刚刚性性太太强强，容容易易在在外外界界扰扰动动下下脆脆裂裂，因因此此十十六六醇没有稳泡作用。理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。醇没有稳泡作用。理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。液液液液膜膜膜膜内内内内液液液液体体体体的的的的粘粘粘粘度度度度也也也也对对对对泡泡泡泡沫沫沫沫的的的的稳稳稳稳定定定定有有有有一一一一定定定定的的的的影影影影响响响响。若若液液膜膜液液体体粘粘度度高高，在在液液膜膜的的重重力力排排液液变变薄薄过过程程中中液液体体粘粘度度高高可可使使排排液液速速度度减减缓缓，因此起到稳定泡沫的作用。因此起到稳定泡沫的作用。4）气体的透）气体的透过性性液面上气泡半径随时间变化的速度，来衡量气体的透过性。气体透过性与表面吸附膜的紧密程度有关，表面吸附分子排列愈紧密，表面粘度愈高，气体透过性愈差，泡沫的稳定性愈好。5）表面）表面电荷荷图78液膜中离子型表面活性剂双电层图79离子型表面活性剂的双电层6表面活性表面活性剂的分子的分子结构构1 1）表面活性基的疏水）表面活性基的疏水）表面活性基的疏水）表面活性基的疏水链链 随着碳链的增加，起泡力也随之而增加，但常会经过一个最高值。随着碳链再增长，起泡力反而要降低。C12和C142）表面活性剂的亲水基 亲水基的水化能力强就能在亲水基周围形成很厚的水化膜离子型表面活性剂其亲水性基水化性强又能使液膜的表面带电极性键：稳泡剂应选择分子结构中带有羟基，氨基和酰氨基的表面活性剂以便在表面膜中可形成氢键，而增加表面膜粘度达到稳泡的目的。8.3泡沫性能的测定泡沫性能的测定，就是测定起泡性和泡沫稳定性泡沫性能的测定，就是测定起泡性和泡沫稳定性 根据成泡的方式主要分两类：气流法和搅拌法。根据成泡的方式主要分两类：气流法和搅拌法。7.3.17.3.1气流法气流法图7-10气流法测定泡沫稳定性8.3.28.3.2搅动法搅动法图7-11搅拌法测定泡沫的稳定性 图7-12泡沫性能v-t曲线 可由vt曲线求得，量出vt曲线下的积分量，即为泡沫体积对时间的积分面积，用Lf表示出泡沫的稳定。8.48.4起泡剂与稳泡剂起泡剂与稳泡剂8.4.18.4.1起泡起泡起泡起泡剂剂（具有低表面张力的阴离子表面活性剂）具有低表面张力的阴离子表面活性剂）1 1）羧羧酸酸盐盐 2 2）硫酸）硫酸盐盐 3 3）磺酸）磺酸盐盐 4 4）磺化琥珀酸）磺化琥珀酸盐盐8.4.28.4.2稳稳泡泡泡泡剂剂 1 1）天然）天然产产物物 2 2）高分子化合物）高分子化合物 3 3）合成表面活性）合成表面活性剂剂（非离子表面活性（非离子表面活性剂剂)8.4.18.4.1起泡剂起泡剂 1 1）羧酸盐）羧酸盐A A脂肪酸钠脂肪酸钠(肥皂肥皂)通式：通式：RCOOMRRCOOMR为为C C1212和和C C1414起泡性最好，起泡性最好，MM为钠、钾、铵为钠、钾、铵缺点：在硬水中起泡性差。缺点：在硬水中起泡性差。AEC(AEC(脂肪醇聚氧乙烯羧酸钠脂肪醇聚氧乙烯羧酸钠)通式：通式：RO(CHRO(CH2 2CHCH2 2O)O)3 3CHCOOMCHCOOM，R R为为C C12121414；MM为钠、钾、铵为钠、钾、铵优点：发泡力强，具有优良的抗硬水性和钙皂分散能力，泡沫优点：发泡力强，具有优良的抗硬水性和钙皂分散能力，泡沫丰富且稳定，发泡力不受水的硬度和介质丰富且稳定，发泡力不受水的硬度和介质pHpH值的影响。值的影响。B B邻苯二甲酸单脂肪醇酯钠盐邻苯二甲酸单脂肪醇酯钠盐通式通式式中式中R R一般为一般为C C1212H H2525，特特点点：白白色色膏膏状状流流体体，表表面面活活性性好好，发发泡泡性性好好，钙钙皂皂分分散散性性强强，常常用用于于日日化及工业应用领域作高效发泡剂。化及工业应用领域作高效发泡剂。2 2）硫酸）硫酸盐盐A A脂肪醇硫酸脂肪醇硫酸盐盐通式：通式：ROSOROSO3 3MM，R R：C C12121414H H25252929 M M为钠为钠、钾钾、铵铵，十二十二烷烷基硫酸基硫酸钠发钠发泡力泡力强强，泡沫，泡沫稳稳定性稍差。定性稍差。B B烷烷基醇聚氧乙基醇聚氧乙烯烯硫酸硫酸钠钠(AES)(AES)通式：通式：RO(CRO(C2 2H H4 4O)O)n nS0S03 3NaNa，R R为为C C1212H H2525n n1 12 2 特点：淡黄色液体，起泡力特点：淡黄色液体，起泡力强强，常用作液体洗，常用作液体洗涤剂涤剂的的起泡起泡剂剂。3 3）磺酸盐）磺酸盐A A烷基磺酸盐烷基磺酸盐通式：通式：RSORSO3 3NaRNaRC C1212H H2525特点：有发泡性能。特点：有发泡性能。B B烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠通式通式R RC C1212H H2525特点：有较好的起泡能力，有一定抗硬水性能。特点：有较好的起泡能力，有一定抗硬水性能。4 4）磺化琥珀酸盐）磺化琥珀酸盐A A脂肪酸单乙醇酰胺磺化琥珀酸单酯二钠盐脂肪酸单乙醇酰胺磺化琥珀酸单酯二钠盐通式：通式：特点：表面活性高，起泡力强且泡沫稳定，钙皂分散力强，特点：表面活性高，起泡力强且泡沫稳定，钙皂分散力强，抗硬水，可用于配制各种洗涤剂，还可用作高温钻抗硬水，可用于配制各种洗涤剂，还可用作高温钻井液的发泡剂。井液的发泡剂。B B脂肪脂肪酰酰胺磺化琥珀酸胺磺化琥珀酸单酯单酯二二钠盐钠盐R R脂肪脂肪酰酰氨基，椰子油氨基，椰子油酰酰氨基氨基特点：无色至微色透明液体，特点：无色至微色透明液体，发发泡力泡力强强泡沫丰富且泡沫丰富且稳稳定定性好。广泛用于各种洗性好。广泛用于各种洗涤涤制品中作助洗制品中作助洗剂剂。C C聚氧乙聚氧乙烯烷烯烷基基醚醚磺化琥珀酸磺化琥珀酸单酯铵盐单酯铵盐R RC C1212H H2525，n n1 13 3 特点：无色透明粘稠液体，特点：无色透明粘稠液体，发发泡性好，泡沫均匀且泡性好，泡沫均匀且稳稳定性好，定性好，有良好的生物降解性。有良好的生物降解性。D D聚氧乙聚氧乙烯烯脂肪醇脂肪醇醚单酰醚单酰胺磺化琥珀酸胺磺化琥珀酸单酯单酯二二钠盐钠盐R RC C1212H H2525，n n8 812 12 特点：琥珀色的粘稠液体，溶于水，表面活性好具有特点：琥珀色的粘稠液体，溶于水，表面活性好具有较较好的起好的起泡力，去泡力，去污污性及耐硬水性，用于日用化工和工性及耐硬水性，用于日用化工和工业领业领域作域作净净洗洗剂剂等。等。8.4.28.4.2稳泡剂稳泡剂 1）天然产物2）高分子化合物3）合成表面活性剂1 1）天然产物）天然产物 明胶是一种从动物的皮骨中提取的蛋白质富含氨基酸。明胶是一种从动物的皮骨中提取的蛋白质富含氨基酸。皂素的主要成分糖苷含有多羟基、醛基等。皂素的主要成分糖苷含有多羟基、醛基等。特点：降低表面张力的能力不强，但它们却能在泡沫的液膜特点：降低表面张力的能力不强，但它们却能在泡沫的液膜 表面形成高粘度高弹性的表面膜，因此有很好的稳泡表面形成高粘度高弹性的表面膜，因此有很好的稳泡 作用。作用。2 2）高分子化合物）高分子化合物 聚乙烯醇、甲基纤维素，淀粉改性产物，羟丙基、羟聚乙烯醇、甲基纤维素，淀粉改性产物，羟丙基、羟 乙基淀粉等，乙基淀粉等，特点：特点：特点：特点：它具有良好的水溶性，不仅能提高液相粘度阻止液膜排它具有良好的水溶性，不仅能提高液相粘度阻止液膜排 液，同时还能形成强度高的膜，有较好的稳泡作用。液，同时还能形成强度高的膜，有较好的稳泡作用。3 3 3 3）合成表面活性剂）合成表面活性剂）合成表面活性剂）合成表面活性剂 特点：一般是非离子型表面活性剂，其分子结构中含有生成氢特点：一般是非离子型表面活性剂，其分子结构中含有生成氢 键条件的基团。用以提高液膜的表面粘度。键条件的基团。用以提高液膜的表面粘度。种类：种类：A A脂肪酸乙醇酰胺脂肪酸乙醇酰胺 B B脂肪酸二乙醇胺脂肪酸二乙醇胺 C C聚氧乙烯脂肪酰醇胺聚氧乙烯脂肪酰醇胺 DD氧化烷基二甲基胺氧化烷基二甲基胺(OA)(OA)E E烷基葡萄糖苷烷基葡萄糖苷(APG)(APG)A 脂肪酸乙醇酰胺 代表产品为月桂酸单乙醇酰胺 特点：此产品表面活性高，泡沫稳定性好，有良好的钙皂分散力，抗硬水性能好。B 脂肪酸二乙醇胺 代表产品，月桂酸二乙醇酰胺 特点：能增加溶液的粘度，稳泡力强，具有钙皂分散力。8.58.5消泡消泡.物理法物理法 化学法。化学法。8.5.1扩展系数与浸入系数展系数与浸入系数1)扩展系数S0，消泡剂能在泡沫液膜上扩展；S0E0，消泡，消泡剂剂能能够进够进入泡沫液膜，入泡沫液膜，E0E0时时，则则不能不能够进够进入泡沫液膜。入泡沫液膜。2)浸入系数Ross假说：2024/3/19 周二表面活性剂561表面张力2界面膜的性质3表面张力的修复作用4表面电荷5泡内气体的扩散1降低局部表面张力2破坏界面膜的弹性使其失去自动修复作用3降低膜黏度4固体颗粒8.5.2消泡机理 1)1)消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡2)2)消泡剂破坏膜弹性使液膜失去自修作用而消泡消泡剂破坏膜弹性使液膜失去自修作用而消泡3)消泡剂降低液膜粘度使泡沫寿命缩短而消泡 4)固体固体颗粒消泡作用机理粒消泡作用机理固体颗粒表面必须是疏水性的。图8-20疏水二氧化硅消泡过程8.6 8.6 消消 泡泡 剂剂具有能与泡沫表面接触的亲和能力；具有能在泡沫上扩散和进入泡沫，并取代泡沫膜壁的性能；不溶于介质之中；具有在泡沫介质中分散的适宜颗粒作为消泡核心。2024/3/19 周二表面活性剂61消泡剂1降低局部表面张力2破坏界面膜的弹性使其失去自动修复作用3降低膜黏度4固体颗粒1天然油脂、矿物油2固体颗粒3合成表面活性剂 天天然然油油脂脂主主要要成成分分是是高高级级脂脂肪肪酸酸及及其其酯酯，高高级级醇醇及及其其酯酯，它它 们在不同的条件下都可用作消泡剂。们在不同的条件下都可用作消泡剂。1)1)植物油类：棉子油、蓖麻油、油酸、椰子油、妥尔油及啤酒植物油类：棉子油、蓖麻油、油酸、椰子油、妥尔油及啤酒花油等。花油等。2)2)动物油：猪油和牛羊油等。动物油：猪油和牛羊油等。3)3)动植物蜡：棕榈蜡、蜂蜡和鲸蜡等。动植物蜡：棕榈蜡、蜂蜡和鲸蜡等。1.天然油脂2 2天然产物的改性物天然产物的改性物A A天然油脂溶于矿物油中使用。天然油脂溶于矿物油中使用。B B配制成配制成O OWW型的乳状液来使用型的乳状液来使用 C C：将硬脂酸制成各种盐：将硬脂酸制成各种盐 1.脂肪酸酯型2.聚醚型3.有机硅型4.固体颗粒型消泡剂5.消泡剂颗粒内含水的新类型 8.6.2合成表面活性剂消泡剂合成表面活性剂消泡剂A二元醇作起始剂 例如 乙二醇单硬脂酸酯 结构式 HOCH2CH2OOCC17H35 特点：白色至奶油色固体或片状物，可用于金属加工、化妆品洗涤剂和药物生产中作消泡剂。1.脂肪酸酯型 特点：白色或微黄色蜡状固体易溶于植物油，可作为糕点和豆浆的消泡剂。B丙三醇作起始剂例如甘油单硬脂酸酯2.聚醚型在水中的溶解度具有逆温性，在低温时醚键中的氧原子能与水中的氢原子形成氢键而溶于水，当温度升高时随着氢键的破坏水溶性变差，直到“浊点”时基本上不再溶于水中而以小油滴形式存在于水中；因此可用作水体系的消泡剂。当聚醚处于浊点时有很低的表面张力。同时由于此时的分子结构为锯齿状，当吸附在液膜表面时不能形成紧密的表面膜，因此不失为一类性能优良的水体系消泡剂。A A聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 B B聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物 C C以氨为起始剂以氨为起始剂 三异丙醇胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚三异丙醇胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚 D D以醇为起始剂以醇为起始剂 E E甘油聚醚脂肪酸酯甘油聚醚脂肪酸酯 2.聚醚型3.有机硅型a表面张力低b溶解度低且活性高c挥发性低并具化学惰性无生理毒性4.固体颗粒型消泡剂固体颗粒型消泡剂图716二氧化硅微粒因吸附水而使表面布满羟基5.消泡剂颗粒内含水的新类型消泡剂颗粒内含水的新类型图717FWDD的形成过程示意图(a)消泡剂作为外相的WO型乳状液，(b)OW型乳化剂水溶液；(c)油相为消泡剂的WOW型乳状液(PWBD)FluidWaterBasedDefoamerFluidWaterBasedDefoamer缩写缩写“FWBD”FWBD”FWBDFWBD的优点为：的优点为：具有没有失火危险在消防法上被定为非危险品，给贮存和运具有没有失火危险在消防法上被定为非危险品，给贮存和运输带来很大方便；输带来很大方便；因用油量少，使废水处理时，化学耗氧量因用油量少，使废水处理时，化学耗氧量(COD)(COD)、与生物耗、与生物耗氧量氧量(BOD)(BOD)都减小，有利于环境保护都减小，有利于环境保护。8.7 8.7 影响消泡剂效力的因素影响消泡剂效力的因素8.7.18.7.1消泡剂的溶解度消泡剂的溶解度 8.7.28.7.2加溶加溶 8.7.38.7.3表面电荷表面电荷 8.7.48.7.4起泡液的性质起泡液的性质 8.7.58.7.5消泡剂本身的性质消泡剂本身的性质 8.7.18.7.1消泡剂的溶解度消泡剂的溶解度 溶解度低，就可以在较低用量下发挥消泡作用。溶解度低，就可以在较低用量下发挥消泡作用。溶解度低，就可以在较低用量下发挥消泡作用。溶解度低，就可以在较低用量下发挥消泡作用。8.7.2加溶8.7.3表面电荷表面电荷图818带同种电荷的消泡剂与气泡间的电斥力表83硅油微滴在不同溶液条件下的电势图719C12H25SO4Na溶液中硅油微滴的电势和消泡系数8.7.48.7.4起泡液的性质起泡液的性质 表74消泡剂在不同起泡液中的不同效力1)1)消消泡泡剂剂以以微微粒粒的的形形式式吸吸附附在在泡泡膜膜上上，通通过过微微粒粒的的破破碎碎，使使气气泡泡穿穿孔孔、破破灭灭或或合合并并。微微粒粒直直径径与与泡泡膜膜厚厚度度相相近近，效效果果较较好好。由由于于消消泡泡剂剂微微粒粒反反复复发发挥挥作作用用，多多次破碎会使消泡剂粒径变小。次破碎会使消泡剂粒径变小。2)2)消消泡泡剂剂因因受受到到起起泡泡剂剂中中起起泡泡剂剂的的影影响响，特特别别是是与与起起泡泡液液“亲亲和和性性”过过强强等等原原因因，使使消消泡泡剂剂颗颗粒粒变变得得太太小小而失去活性。而失去活性。3)3)消消泡泡剂剂微微粒粒过过大大会会使使消消泡泡剂剂微微粒粒的的运运动动迟迟缓缓，不不能能迅速聚集到泡膜气迅速聚集到泡膜气液界面上起作用导致活性变差。液界面上起作用导致活性变差。4)4)消消泡泡剂剂在在起起泡泡液液中中，由由于于消消泡泡剂剂微微粒粒的的相相互互碰碰撞撞，有可能并聚而变大。有可能并聚而变大。5)5)消消泡泡剂剂聚聚集集在在泡泡膜膜上上，当当源源源源不不断断的的泡泡沫沫由由液液体体中中涌涌到到表表面面时时，消消泡泡剂剂微微粒粒集集中中到到液液面面上上的的泡泡沫沫层层中中，而而泡泡沫沫破破灭灭后后化化为为少少量量液液体体，大大量量的的消消泡泡剂剂微微粒粒聚聚集集在少量液体里，很容易发生消泡剂微粒的并聚。在少量液体里，很容易发生消泡剂微粒的并聚。6 6）消泡剂活性成分还会粘附于容器壁上而失效。）消泡剂活性成分还会粘附于容器壁上而失效。7 7）消消泡泡剂剂微微粒粒的的表表面面性性质质往往往往会会因因吸吸附附起起泡泡剂剂而而发发生生变变化化由由亲亲油油性性变变为为亲亲水水性性而而使使消消泡泡剂剂的的活活性性下下降降而而失失去消泡作用。去消泡作用。8.88.8泡沫及消泡的应用泡沫及消泡的应用8.8.1泡沫灭火剂8.8.2泡沫浮选8.8.3泡沫在原油开采中的应用8.8.4泡沫在污水处理中的应用8.8.18.8.1泡沫灭火剂泡沫灭火剂 例例1 1：木木材材、原原棉棉等等固固体体燃燃料料的的火火灾灾，会会因因含含有有灭灭火火剂剂的的水溶液的浸透，使水易于渗透到燃料内部有利于灭火。水溶液的浸透，使水易于渗透到燃料内部有利于灭火。例例2 2：烃烃类类等等液液体体的的燃燃料料的的火火灾灾，消消泡泡剂剂可可以以加加速速油油的的乳乳化化或或凝凝胶胶化化，迅迅速速在在燃燃烧烧油油的的表表面面上上层层开开，形形成成一一层层水水膜而与空气隔绝达到灭火的目的。膜而与空气隔绝达到灭火的目的。1 1）蛋白质泡沫灭火剂）蛋白质泡沫灭火剂 起泡剂：以天然蛋白质作为起泡剂。起泡剂：以天然蛋白质作为起泡剂。起泡剂：以天然蛋白质作为起泡剂。起泡剂：以天然蛋白质作为起泡剂。用途：用途：用途：用途：用于大型油罐贮存场用于大型油罐贮存场 2）合 成 表 面 活 性 剂 灭 火 剂有限空间的室内火灾灭火的高泡型泡沫剂3）含氟表面活性剂泡沫灭火剂8.8.2泡沫浮选1 1）泡沫选矿）泡沫选矿2 2）离子浮选）离子浮选2）离子浮选）离子浮选图720带电的气泡吸附反离子过程示意图这种方法特别适合于离子浓度低含量少的物质的分离。8.8.3泡沫在原油开采中的应用泡沫在原油开采中的应用11）泡沫钻井液）泡沫钻井液2 2）泡沫酸化压裂液泡沫酸化压裂液(泡沫酸泡沫酸)33）泡沫在气井排水中的应用）泡沫在气井排水中的应用4 4）泡沫冲砂洗井）泡沫冲砂洗井5 5）泡沫驱油）泡沫驱油6 6）泡沫水泥固井）泡沫水泥固井 7 7）泡沫调剖堵水泡沫调剖堵水1 1）泡沫钻井液）泡沫钻井液低压地层时采用具有低密度低压力的泡钻井液2）泡沫酸化压裂液(泡沫酸)适合于厚度大的碳酸盐岩油层，也适合于重复酸化的老井和水敏性地层。3）泡沫在气井排水中的应用4）泡沫冲砂洗井5）泡沫驱油图721CO2泡沫驱油过程示意图5）泡沫驱油6）泡沫水泥固井泡泡沫沫水水泥泥：就就是是在在水水泥泥浆浆中中加加入入一一定定量量的的发发泡泡剂剂和和泡泡沫沫稳稳定定剂剂，再再混混入入或或通通入入一一定定量量的的气气体体，并并使使产产生生的的气气泡泡均均匀匀地地分分布布在在水水泥浆中，从而达到降低水泥浆密度的目的。泥浆中，从而达到降低水泥浆密度的目的。泡泡沫沫水水泥泥固固井井是是用用降降低低水水泥泥浆浆密密度度的的方方法法，减减少少固固井井时时的的液液柱柱压压差，从而解决易漏井固井问题的一种固井新工艺差，从而解决易漏井固井问题的一种固井新工艺。8.8.4泡沫在污水处理中的应用泡沫在污水处理中的应用 气浮法污水处理技术气浮法污水处理技术优点：机械设备装置体积小，占地面积小，可以由可拆卸的单元组成，能适应单井、井组、联合水处理站的工作条件，日处理水的能力可小至几百大至几千米。处理后的油、固体机械杂质进入管汇输油系统，无须像沉淀技术那样定期清池排除污泥而占用农田。处理后的水可以用于密闭处理以减少暴氧机会。