泡沫(foam)是一種普遍的自然現象,對于我們大家來說,也許並不陌生。如在日常生活中燒飯、下餃子、煮面條,稍不留神,就能因泡沫而溢鍋;在兒時玩的吹泡泡,吹出五彩缤紛的泡沫,漫天飄浮;在急速倒入杯中的啤酒所溢出的泡沫;在海水拍岸,擊打在海岸邊礁石所形成的壯觀的泡沫;還有在人們洗滌衣物時,常見的肥皂、洗衣粉水液泡沫;沐浴露、洗發香波所産生的泡沫更是再熟悉不過的了。
例如消防隊員巧妙地利用泡沫撲滅一些火災,點心師傅利用泡沫現象(作用)爲我們制出了可口的面包、蛋糕和松糕,炎炎夏日裏喝上一瓶汽水或啤酒多麽地解渴,這都是泡沫的作用。又諸如泡沫浮選、泡沫冶金、泡沫印染、泡沫印花、泡沫塑料……
1、生産能力受到大大的限制:如各種生物發酵(啤酒生産、酒精制造、醫藥上各大抗生素的生産……)中各種發酵罐反應釜蒸煮罐等設備,爲了防止泡沫的出現,防止漫溢損失,投料系數要大打折扣,有時達不到30%。
2、造成原料和産品的浪費:由于泡沫的原因,能夠造成有用或貴重原料因漫溢而損失,由此産生的浪費就不言而喻。如造紙廠、糖廠飽充工序、紡織廠的織造工序的上油工序,常因泡沫而引起溢出。
3、延長了反應周期:由于化學反應産物中包括有氣體、液體,泡沫會造成氣體滯留,延長了反應周期,不必要地多消耗了動力。又如果酒發酵由于泡沫存在使反應過度而變味……。
4、影響産品品質:紡織工業中的染色、印花以及水性塗料工藝過程中,由于氣泡的滯留,導致成品布上斑痕、疵點;紙漿漿液的泡沫除了給環境衛生、工人健康造成危害,成品紙也會出現許多孔洞,造成産品質量嚴重下降。
5、不利于准確計量:工業過程中,由于泡沫的存在,幹擾液面計的測量准確,造成測量失誤,液體中由于泡沫的存在,使得液體密度發生較大波動,往往還能引起反應釜吸收塔蒸餾塔液位虛高,致使操作失去平衡,甚至發生事故。
6、汙染環境、引起事故的原因之一:由于泡沫漫溢,必然會汙染生産環境及其周圍環境,有的甚至造成重大事故。如:美國某煉油廠因渣油泡沫漫溢,引起重大火災,損失慘重,這裏不僅是造成浪費,而且使人的生命財産都招致嚴重損失。
此外,還有染色上的高溫噴染、溢流染色等新技術的應用,如不解決泡沫的問題,是無法實現的。又如現在十分普及的洗衣機,若不是解決洗衣粉、洗滌劑的無泡、低泡問題,那麽洗衣機也就不能夠如此地普及應用。以上這些還遠遠不是泡沫危害的全部,但足以見到它的嚴重性。
總之,泡沫的存在,影響著國民經濟各個部門、方方面面,若不能很好地加以解決,可以毫不誇張的說,“泡沫”將成爲我們的攔路虎,成爲某些過程的“瓶頸”。令人欣慰的是,對于泡沫的消除,我們已有良策.
測試方法A( 喷射试验):該方法是對于消泡和抑泡效果的定性評估
用空气喷射专用起泡溶液产生气泡。通过測試特定喷射时间后的泡沫高度以及泡沫消除时间来评估材料的“消泡效率”。
測試方法B:抑泡性能測試(手腕摇动方法) 该方法是測試消泡性能的相对方法
定量的樣品加入到表面活性劑溶液中。搖動該混合液,記錄泡沫消除所需要的時間(秒計算)。
測試方法C(循环泵測試) :该方法是在搅拌、乳化和剪切作用的动态状态下,測試抑泡性能的量化评估 当溶液在闭合回路中循环流动时,测定达到一定泡沫高度所需要的时间来评估消泡效率。
測試方法D:使用密度计测量泡液混合体密度,以该密度值与搅拌前起泡液密度之差代表起泡量,密度差越大,说明泡液混合体中的含气量越高,则起泡力越大,以密度差占搅拌前起泡液密度的百分率代表起泡率;測試加入消泡劑后的浆起泡量,与空白浆起泡量之差就是抑泡量,再与空白浆起泡量对比得到消泡劑的抑泡率。
针对消泡劑的一些实用性測試
消泡劑的功效必须先在实验室测定。未经进一步的測試就把实验室的试验结果转换到生产规模应用是不可取的。我们在工作中研究出的測試方法,结合了涂料制造和施工过程的条件,对消泡劑的功郊评价是可行的。
根据施工情况的不同(如刷涂、喷涂、浸涂、印刷等),可分别选择不同的測試方法。
1、搅拌试验对于我们使用者而言,最简单的測試方法是搅拌试验。在一定的条件下,用一片涡轮叶片把空气渗进有消泡劑的待测涂料体系中。
在搅拌之后,即刻把物料倒入带标线刻度的测量瓶中,然后称重,通过重量的差异比较,判定体系中渗入空气的量,从而推断出消泡劑的效果。该试验也显示体系中含有多少以球状气泡形式存在的空气量。另一个试验方法是用于检测宏泡的数量。在一定条件下,将空气渗入至体系中,再通过量筒量度相同重量材料的高度,评价消泡劑的效果。该方法可以指导我们在实际工作中选定混合容器的容量比。许多消泡劑也会引发漆膜表面缺陷,如缩孔等,它与泡沫问题一样,是我们所有的油墨生产者不愿意看到的,这也只能通过批量使用前,大量和面广地进行实验和试验。
2、流涂试验流涂试验,可以被用来评价消泡劑与被试验的涂料体系的相容性和消泡效果。把经过搅拌试验的试样立即浇到一块聚酯膜上。
聚酯膜要事先放在垂直成25度倾角的框架上。仔细观察流涂试片,上面是否有显示带入的气泡。该方法还可以通过观察干膜来评价消泡劑的脱泡效果。在某些情况下,经过搅拌试验和流涂试验筛选出的消泡劑极其添加量,对那些表面不是很光滑,且含有空气的底材是不足以说明问题和给予评价的。决定最佳的消泡劑用量时,要充分考虑到产品的最终用途。
3、辊涂试验辊涂试验的方法十分接近涂料实际的施工条件,以致能区别出不同的消泡劑所起的作用。甚至可以试验出其添加量。
在做辊涂试验的时候,用一个多孔海绵做护垫的滚子,把40克油漆涂在没有吸附性的底材上,可以是专用的试验卡,也可以是其他标准化的试验卡纸,总涂覆面积为500cm2,每次试验之前,要用等量的水弄湿滚轮,以保证每次试验的重现性。湿膜涂布率约为300 g/m2。涂膜干燥后,再比较实验卡纸,评价试板的表面缺陷情况。如果在标准光源中,将试板进行背光检查,仔细观察表现为光点的气泡,这就更加容易区分消泡劑的优劣性能。上述的搅拌试验、流涂试验和辊涂试验,都有助于測試消泡劑的效果和性能,以此来确定最佳的适合产品的消泡劑品种和用量,借以满足诸如底材、体系、印刷或施工条件等综合因素对消泡劑的要求。
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