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水性涂料中消泡剂的消泡机理

文章出处:江苏凤谷节能科技有限公司 www.fg-furnace.com责任编辑:江苏凤谷节能科技有限公司 www.fg-furnace.com人气:-发表时间:2017-07-24 10:05【

泡沫是气体在液体中形成的非均相体系,所以泡沫是不会长期稳定存在的。泡沫的消除主要包括三个环节,即气泡的重新分布、气泡膜壁厚度的减小变薄和最终气泡膜壁的破裂。

气泡之所以会进行重新分布,是因为气泡的曲率半径不一样,从而导致气泡里面气体的压力不尽相同,所以才出现了气泡的再分布。曲率半径较大的气泡,气泡内的压力较小;曲率半径较小的气泡,气泡内的压力较大。当两个气泡的曲率半径相差较大的时候,它们之间的压力差也会随之增大。如果两个气泡有公共的膜壁,当膜壁不透气的时候,两个气泡各自维持着原来的状态。然而这种理想化的状态在实际中是不存在的,气泡内的气体会从气压高的一侧向气压低的一侧转移,即从小气泡中向大气泡中进行扩散,这样就会使小气泡逐渐变小而大气泡则逐渐增大,两个曲率半径的差值就随之扩大,到了一定程度就会使气泡发生破裂而消除掉。

气泡膜壁厚度的减小是液体排开和蒸发两者共同作用的结果。当我们将布满气泡的容器放置一段时间后,在容器内部的底面上会出现一层液体,这是地心引力和曲面压力作用产生的。当三个连接在一起的气泡在同一平面上时,就会出现两个公共的气泡膜壁,曲率半径在公共膜壁的两侧是一样的,并且液膜内液体的压力和气泡里面的

气体压力是相等的。但是在气液接触界面上,朝向气体一方的膜壁是凹进去的,结果液体的毛细压力成为负值,毛细压力就会迫使液体从气泡膜的内壁向交叉点移动。这种移动就会引起气泡膜壁的变薄,最终形成更大的气泡或者导致气泡发生破裂。

上面所说的消泡过程是泡沫自身运动变化的结果,而对于一个相对比较稳定的泡沫体系来说,通过这三个过程来实现泡沫自身的消除是一个及其漫长的过程。对于现实生活中的工业化生产来说这是绝对不可行的,只能通过其它办法来达到消除泡沫的目的。实际上,工业领域常见的消泡方法便是通过添加消泡剂来进行消泡。

在水性涂料体系中,消泡剂通常是通过微小粒子的形式进入到泡沫之中发挥消泡作用的。当水性涂料体系因为表面活性剂的作用而要出现泡沫的时候,体系中以微小粒子形式存在的消泡剂就会马上破坏气泡具有弹性的膜壁,抑制泡沫的形成,这就是消泡剂的抑泡性。而如果水性涂料体系中已经产生了泡沫,体系中存在的消泡剂在接

触到气泡的膜壁之后就会与气泡膜壁上面的憎水基团发生作用并立刻在膜壁上铺展开,这样一来就会形成一层很薄的双膜层。消泡剂接着通过进一步的扩散,就会替代气泡原来的膜壁。消泡剂的表面张力很低,所以在由消泡剂所构成的膜壁处表面张力较低的液体就会不断流向表面张力较高的液体,以使体系的表面张力保持平衡。在这种表面张力作用的推动下,消泡剂所在地方的气泡膜壁便会越来越薄,在其它高表面张力膜层的牵引作用之下,气泡内的作用力失去平衡,最终引起气泡膜壁的破裂。消泡剂在泡沫消除过程中的作用如图 1-7 所示,对于含有憎水颗粒的消泡剂,其过程如图 1-8 所示。

22图1-7、1-8.JPG