低泡無泡型工業(yè)清洗劑的研究

工業(yè)清洗中使用大量表面活性劑產(chǎn)生的泡沫，對清洗有一定的幫助，但也給清洗操作帶來了不良影響，如在噴淋、高壓清洗時，泡沫過多會產(chǎn)生溢槽、夾帶油污溢出地面，污染操作場地；增加漂洗難度，造成水電浪費，降低生產(chǎn)效率；如果無法徹底漂洗時也會影響產(chǎn)品品質(zhì)，如精密電子清洗時，泡沫的殘留會影響產(chǎn)品導(dǎo)電等性能；在紡織工業(yè)的染色、印花等工藝中，泡沫殘留可能在成品布上形成斑痕；紙漿漿液中殘留泡沫，會使成品紙出現(xiàn)空洞造成質(zhì)量下降等。因此，對泡沫控制是工業(yè)清洗產(chǎn)品開發(fā)的一個重要命題。目前工業(yè)清洗中對泡沫的控制主要有以下幾個方向：選擇低泡無泡型原料、添加消泡劑、應(yīng)用配套的清洗工藝等。本文將從這三個方向論述低泡無泡型工業(yè)清洗劑的研究情況。
 

1泡沫形成的原因及其消除機理

1.1泡沫的形成與穩(wěn)定性

泡沫是一種氣體在液體或熔融固體中的分散體系。向含有表面活性劑的溶液送入氣體或施以攪拌會產(chǎn)生氣泡，在氣泡的氣—液界面，表面活性劑分子發(fā)生吸附，表活分子的疏水基伸入氣泡親水基伸入水中，形成單分子膜（圖1）；當(dāng)氣泡在液體內(nèi)部時，界面吸附層會阻礙氣泡間的碰撞、合并。當(dāng)吸附了表活分子的氣泡因浮力上升至液面時，與溶液表面的表活分子吸附膜形成雙分子膜，之后充分排液形成穩(wěn)定的泡沫。

泡沫內(nèi)外層的表活分子膜， 提升了泡沫液膜的表面黏度和強度，并使液膜具有自修復(fù)作用， 延緩液膜破裂時間， 提高泡沫的穩(wěn)定性。表活分子結(jié)構(gòu)會直接影響液膜的性質(zhì)進(jìn)而影響泡沫穩(wěn)定性。如碳鏈長度適中的表活分子，可依靠分子間力在液膜表面形成緊密的吸附層， 提高液膜強度。如果表活分子的碳鏈太長，分子遷移速度慢，液膜自修復(fù)作用差，液膜剛性太強， 缺乏彈性。離子型表活分子在液膜的兩個表面產(chǎn)生靜電斥力作用可提高泡沫穩(wěn)定性。

1.2泡沫的消除機理

如上所述，泡沫氣——液界面的雙分子膜使泡沫液膜具有一定的穩(wěn)定性，泡沫的消除一般有下面幾種作用方式：降低液膜強度與透氣性。泡沫液膜強度高，排液速度慢；液膜透氣性高，阻止泡內(nèi)氣體擴散，穩(wěn)泡性強。

減低液膜局部表面張力。如加入消泡劑浸入氣泡液膜（圖4），替代了原液膜表面的表面活性劑，降低了此處表面張力，周圍液膜表面張力高，產(chǎn)生收縮力使泡沫破裂。

破壞界面膜彈性使液膜無法自修復(fù)。加入聚氧乙烯硅氧烷等表面張力極低的表活劑，當(dāng)泡沫受到外力的擾動和沖擊拉長時，液膜上分子濃度降低， 因聚氧乙烯硅氧烷表面張力極低，其他表活劑無法遷移潤濕此處補充恢復(fù)液膜，使液膜無法抵抗外力干擾自我修復(fù)，泡沫容易破裂。加入固體顆粒，會吸附、轉(zhuǎn)移泡沫液膜上的表面活性劑分子，達(dá)到消除泡沫的作用。