2結(jié)果與討論

2.1動(dòng)態(tài)表面張力

圖1是添加消泡劑后起泡液（0.2%二異辛基琥珀磺酸鈉鹽水溶液）的動(dòng)態(tài)表面張力r（t）與時(shí)間t的關(guān)系圖。由圖1可以看出：在同樣的添加量下，分子級(jí)消泡劑（消泡劑1、2）可使起泡液具有更低的動(dòng)態(tài)表面張力，這與其雙子結(jié)構(gòu)有關(guān)；有機(jī)消泡劑（消泡劑3、4）在起泡物質(zhì)的協(xié)同作用下，也具有一定的降低起泡液動(dòng)態(tài)表面張力的能力；在起泡液中，不論是加入分子級(jí)消泡劑還是有機(jī)消泡劑，在時(shí)間趨于1s時(shí)，其表面張力都低于36mN/m.

圖1添加消泡劑的起泡液動(dòng)態(tài)表面張力圖

2.2吸附動(dòng)力學(xué)

圖2是截取圖1中極短時(shí)間的動(dòng)態(tài)表面張力γ（t）與極短時(shí)間范圍t1/2的關(guān)系圖。由圖2可知：消泡劑的動(dòng)態(tài)表面張力與時(shí)間的平方根呈線性關(guān)系，說(shuō)明消泡劑在起泡液中極短時(shí)間范圍內(nèi)，整個(gè)吸附過(guò)程由擴(kuò)散控制。

圖2添加消泡劑的起泡液極短時(shí)間γ（t）~t1/2線性擬合圖

極短時(shí)間擴(kuò)散系數(shù)可依據(jù)吸附方程（1）求出：

式中：γ（t）是溶液的動(dòng)態(tài)表面張力；γ0是溶劑水的表面張力；C0是表面活性劑的濃度；D是表面活性劑的擴(kuò)散系數(shù)。

擴(kuò)散系數(shù)是指單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)通過(guò)單位擴(kuò)散通道橫截面的質(zhì)量。擴(kuò)散系數(shù)越大，物質(zhì)擴(kuò)散能力越強(qiáng)。利用擬合曲線斜率代入式（1），可以求得消泡劑在起泡液中極短時(shí)間范圍的擴(kuò)散系數(shù)，消泡劑1、2、3、4的擴(kuò)散系數(shù)D分別為4.67×10-6、2.43×10-6、1.33×10-5、9.24×10-6m2/s，在10-5到10-6數(shù)量級(jí)。

2.3消泡劑添加方式的性能測(cè)試方法

表1是消泡劑在起泡液中不同測(cè)試方法和添加方式下的消泡性能。由表1可以看出：同樣為前添加消泡劑的乳液，搖瓶法研究表明消泡劑都具有不錯(cuò)的消泡能力，鼓氣法研究結(jié)果整體都比搖瓶法差；消泡劑1因?yàn)闆](méi)有接枝強(qiáng)疏水基團(tuán)且有效成分偏低，呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)；消泡劑2中烷醇的極性低于炔醇，但是有效成分更高，所以消泡力度略強(qiáng)；消泡劑3和4因?yàn)闊N油結(jié)構(gòu)和疏水顆粒成分，無(wú)論是針對(duì)大泡還是小泡，均表現(xiàn)出很強(qiáng)的消抑泡性能。搖瓶法偏重研究消泡劑的消泡性能，鼓氣法偏重于研究消泡劑的抑泡性能。

用鼓氣法研究了不同的消泡劑添加方式，由表1可以發(fā)現(xiàn)后添加方式比先添加方式的初始泡沫明顯降低。后添加方式的消泡劑大量聚集于泡沫表面，破壞了氣液界面的平衡。雖然在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中以先添加方式為主，但試驗(yàn)結(jié)果給出了制備工藝改進(jìn)的思路。

表1消泡劑在起泡液中不同測(cè)試方法和添加方式下的消泡性能

2.4相容性

表2是消泡劑與起泡液的相容性。由表2可見(jiàn)：消泡劑1與起泡液有很好的相容性；消泡劑2與起泡液相容性一般。與消泡劑1相比，消泡劑2中的有效成分含量為100%，遠(yuǎn)高于消泡劑1的25%.由此可見(jiàn)，對(duì)炔二醇改性的消泡劑與起泡液的相容性與其有效成分是成反比的。由表2還可見(jiàn)，消泡劑3和4與起泡液的相容性都很差，這與油的不相容性有關(guān)，加入起泡液中會(huì)形成部分乳化和部分漂浮，形成渾濁液。

結(jié)合圖1和表1、2可知，消泡劑與起泡液的相容性越差，起泡液動(dòng)態(tài)表面張力越高，消泡性能越好。

表2消泡劑與起泡液的相容性

2.5消泡機(jī)理

分子級(jí)消泡劑的加入，使起泡液的動(dòng)態(tài)表面張力明顯下降，鋪展的同時(shí)會(huì)在界面上形成明顯的表面張力差，使得液膜內(nèi)應(yīng)力不均勻，處于非平衡狀態(tài)，從而幫助加快泡沫的衰減。因此從消泡機(jī)理上分析，適用于“架橋~鋪展”機(jī)理。

有機(jī)消泡劑中的有機(jī)蠟或有機(jī)硅為疏水顆粒，當(dāng)油橋形成時(shí)，疏水顆粒由于其疏水性和不能變形，會(huì)被泡沫膜和起泡液反潤(rùn)濕，最終油、水和空氣三相界面相互連接，泡沫膜在消泡劑分散體表面穿孔而破裂，適用于“架橋~脫濕”機(jī)理；而具有降低表面張力作用的消泡劑，在油滴鋪展的同時(shí)，油膜會(huì)在油~氣、油、水界面形成不規(guī)則的泡沫膜結(jié)構(gòu)，且不規(guī)則結(jié)構(gòu)促使泡沫膜被逐漸拉伸變薄而破裂，符合“架橋~鋪展”作用機(jī)理。因此有機(jī)消泡劑的消泡機(jī)理可以認(rèn)為既適用于“架橋~脫濕”機(jī)理，又適用于“架橋~鋪展”機(jī)理。

2.6消泡劑對(duì)水性丙烯酸膠黏劑乳液性能的影響

表3是在水性丙烯酸膠黏劑乳液中添加消泡劑后性能測(cè)試的結(jié)果。由表3可見(jiàn)：在水性丙烯酸膠黏劑乳液中，消泡劑1、2、3應(yīng)用在涂布上沒(méi)有任何缺陷，這說(shuō)明這幾種消泡劑在乳液中的輕微浮油對(duì)涂布性能沒(méi)有影響；而消泡劑4因?yàn)樵谌橐褐杏写罅扛∮?，隨涂布遷移到基材表面，容易造成縮孔等缺陷。

表3消泡劑對(duì)水性丙烯酸膠黏劑乳液性能的影響

消泡劑的消泡能力與乳液的相容性成反比關(guān)系。消泡劑1和2與乳液的相容性最好，但因?yàn)椴糠秩芙庥谌橐褐校瓜輳?qiáng)度減弱；而消泡劑4與乳液的相容性最差，雖然具有極強(qiáng)的消泡性，但是因?yàn)檫^(guò)于疏水而難與乳液相容，所以容易造成表面缺陷。消泡劑3與乳液的相容性與消泡能力較為平衡，是最佳的消泡劑選擇。

添加不同消泡劑后，水性丙烯酸膠黏劑乳液的D50粒徑和D90粒徑?jīng)]有顯著變化。熱老化前后的黏度變化也在1mPa·s之內(nèi)，在可接受的浮動(dòng)范圍。表明消泡劑的加入對(duì)水性丙烯酸膠黏劑乳液的粒徑、黏度和熱穩(wěn)定性沒(méi)有顯著影響。

3結(jié)論

（1）在極短時(shí)間范圍內(nèi)，0.2%用量的消泡劑在起泡液中的動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程由擴(kuò)散控制，擴(kuò)散系數(shù)在10-5到10-6數(shù)量級(jí)。

（2）分子級(jí)消泡劑適用“架橋~鋪展”的消泡機(jī)理，有機(jī)消泡劑對(duì)于“架橋~鋪展”和“架橋~脫濕”消泡機(jī)理都適用。

（3）消泡性能測(cè)試方法中，搖瓶法偏重研究消泡劑的消泡性能，鼓氣法偏重于研究消泡劑的抑泡性能。添加方式中后添加比先添加表現(xiàn)出更好的消抑泡性能。

（4）在水性丙烯酸膠黏劑乳液中，消泡劑與乳液的相容性和消泡能力成反比。消泡劑的加入對(duì)水性丙烯酸膠黏劑乳液的黏度、粒徑和存儲(chǔ)穩(wěn)定性無(wú)顯著影響。

表面張力儀測(cè)試添加消泡劑后起泡液、水性丙烯酸膠黏劑的變化（一）

表面張力儀測(cè)試添加消泡劑后起泡液、水性丙烯酸膠黏劑的變化（二）