消泡劑能降低水、溶液、懸浮液等的表面張力，防止泡沫形成，或使原有泡沫減少或消滅的物質(zhì)。 
消泡劑應(yīng)具備下列性質(zhì)：①消泡力強(qiáng)，用量少；②加到起泡體系中不影響體系的基本性質(zhì)，即不與被消泡體系起反應(yīng)；③表面張力??；④ 與表面的平衡性好；⑤耐熱性好；⑥擴(kuò)散性、滲透性好，正鋪展系數(shù)較高；⑦化學(xué)性穩(wěn)定，耐氧化性強(qiáng)；⑧氣體溶解性、透過性好；⑨在起泡性溶液中的溶解性??；⑩無生理活性，性高。
消泡劑的應(yīng)用十分廣泛，如食品工業(yè)、造紙工業(yè)、水處理、采油工業(yè)、印染工業(yè)、涂料工業(yè)、 洗滌劑工業(yè)、橡膠膠乳工業(yè)、氣溶膠工業(yè)、日化工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、奶制品工業(yè)等。 

中文名
消泡劑
外文名
antifoamer
分    類
有機(jī)硅類、聚醚類、聚醚改性聚硅氧烷類消泡劑
化學(xué)性質(zhì)
穩(wěn)定
其他名稱
抗泡劑
應(yīng)用領(lǐng)域
涂料、紡織、醫(yī)學(xué)、發(fā)酵、造紙、水處理及石油化工等
組    成
活性成分、乳化劑、載體和乳化助劑 

簡介

消泡劑，是泡沫的一種添加劑。在涂料、紡織、醫(yī)學(xué)、發(fā)酵、造紙、水處理及石油化工等領(lǐng)域生產(chǎn)和應(yīng)用過程中會產(chǎn)生大量的泡沫，進(jìn)而影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過程?；趯ε菽?、，生產(chǎn)時通常要把特定量的消泡劑加入其中。 

泡沫產(chǎn)生及穩(wěn)定因素

泡沫的研究可以追溯到柏拉圖時代，但幾百年來，人們對泡沫的定義一直沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識。美國膠體化學(xué)家L·I·Osipow和道康寧公司的R·F·Smith從泡沫的密度方面對泡沫進(jìn)行了定義；日本的伊藤光一從泡沫結(jié)構(gòu)的角度對泡沫進(jìn)行了定義，但是卻忽略了氣泡間的相互聯(lián)系；我國的表面物理學(xué)家趙國璽教授對泡沫的定義為：泡沫是氣體分散于液體中的分散體系，氣體是分散相（不連續(xù)相），液體是分散介質(zhì)（連續(xù)相），液體中的氣泡上升至液面，形成少量液體構(gòu)成的以液膜隔開氣體的氣泡聚集物。目前，國內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為：泡沫本身是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，當(dāng)氣體進(jìn)入含有表面活性劑的溶液中時，便會形成長時間穩(wěn)定的泡沫體系。     

泡沫的穩(wěn)定因素
泡沫產(chǎn)生的直接原因是表面活性劑的存在，使溶液的表面張力降低，在此原因和泡沫衰減機(jī)理的共同作用下，不同的泡沫體系表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性能主要和以下幾種因素有關(guān)：起泡溶液的表面張力、泡沫的表面粘度、溶液的粘度、表面張力的自我修復(fù)作用（即Gibbs表面彈性和Marangoni效應(yīng)）、液膜的表面雙電層斥力和熵斥力、表面活性劑的疏水端結(jié)構(gòu)和空間位阻效應(yīng)等，這些因素之間不是獨(dú)立存在的，一種因素的改變會使其他的一些因素也改變。影響泡沫的穩(wěn)定性最主要的因素就是液膜的彈性和排液速率，從這個角度考慮可以看出在不同的泡沫體系中泡沫穩(wěn)定性影響的主要因素都是不同的，并且往往有時幾種影響因素同時存在、共同作用。  
除以上這些因素外還有些因素也會影響到泡沫的穩(wěn)定性，如泡沫的大小、溶質(zhì)與溶劑的配合、溫度、pH值、溶劑的蒸發(fā)速率、泡沫的受沖擊程度以及表面活性劑的吸附速率等。  

泡沫的方法
（1）物理方法
從物理學(xué)角度考慮泡沫的方法主要包括放置擋板或濾網(wǎng)、機(jī)械攪拌、靜電、冷凍、加熱、蒸汽、射線照射、高速離心、加壓減壓、高頻振動、瞬間放電和超聲波（聲學(xué)液體控制）等，這些方法都在不同的程度上促進(jìn)了液膜兩端氣體的透過速率和泡膜的排液，使得泡沫的穩(wěn)定因素小于衰減因素，從而泡沫的數(shù)量逐漸減少。但是這些方法共同的缺點(diǎn)是使用受環(huán)境因素的制約性較強(qiáng)、消泡速率不高等，優(yōu)點(diǎn)在與環(huán)保、重復(fù)利用率高。 
（2）化學(xué)方法
從化學(xué)角度泡沫的方法主要包括化學(xué)反應(yīng)法和添加消泡劑的方法。

消泡劑的消泡機(jī)理
關(guān)于消泡劑的作用機(jī)理至今還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識，根據(jù)前人所提出的消泡劑機(jī)理，大致有以下幾種： 

具有概括性的消泡機(jī)理
典型的具有概括性的消泡機(jī)理是Robinson消泡機(jī)理和羅斯假說。其中Robinson機(jī)理是羅斯假說的基礎(chǔ)，它主要強(qiáng)調(diào)了消泡劑破壞泡沫的排液和Marangoni效應(yīng)實(shí)現(xiàn)消泡；羅斯假設(shè)是在消泡劑顆粒為非可溶小滴物質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，而實(shí)際上有的消泡劑產(chǎn)生消泡作用是在溶解狀態(tài)下進(jìn)行的，所以羅斯假說的消泡機(jī)理并不。 

聚醚改性硅油的消泡機(jī)理
對聚醚改性硅油作為消泡劑的消泡過程解釋，最為完備的消泡機(jī)理有：“橋連－拉伸”機(jī)理、“橋連－排濕”機(jī)理兩種。
“橋連—拉伸”機(jī)理：消泡劑的表面張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液膜的表面張力，消泡劑的液滴得以在液膜表面持續(xù)鋪展、深入，泡沫局部液膜繼續(xù)變薄，最終形成油在水中間的橋連，油相、水相的表面張力相差甚遠(yuǎn)，油相在周圍水相不斷地牽引下，拉長變薄，形變超過一定范圍后，液膜被破壞，導(dǎo)致泡沫破裂。   
“橋連—排濕”機(jī)理：向起泡液中加入固體疏水顆粒消泡劑后，消泡劑立即在泡沫體系中分布開來，疏水顆粒固定在泡沫液膜表面，當(dāng)固體顆粒與液膜之間具有足夠的疏水角，固體顆粒與周圍的液膜有著相反接觸面，成為周圍液膜之間的橋連，最終能穿破泡沫液膜，進(jìn)入到泡沫中去。 
“橋連—拉伸”機(jī)理基于硅油獨(dú)特的低表面張力極易鋪展的特點(diǎn)，指出消泡劑液滴能夠產(chǎn)生不同程度的變形，但該機(jī)理難以說明硅膏與純硅油區(qū)別；“橋連—排濕”機(jī)理基于硅油的親油性，能夠說明低粘度聚醚改性硅油的作用原理。因此，聚醚改性硅油消泡劑具備消泡的三個特點(diǎn)：首先基本上不溶于起泡液（溶解的多半有助泡作用）；其次表面張力要低于起泡液；能迅速地分散在起泡液中。只有溶解性小而分散性大的物質(zhì)，才能成為破泡及抑泡能力較好的消泡劑，以限度地提高其分散性，做到抑泡、破泡雙管齊下。 
美國膠體化學(xué)家羅斯（Ross,S. ）曾經(jīng)明確地說過：沒有任何一種消泡機(jī)理能涵蓋所有的消泡現(xiàn)象，各式各樣、紛繁錯雜的消泡劑，可以對應(yīng)著多種消泡機(jī)理。  

消泡劑的組成
消泡劑的組成主要有活性成分、乳化劑、載體和乳化助劑，其中活性成分為最主要的核心部分，起到破泡、減小表面張力作用；乳化劑是使活性成分分散成小顆粒，以便于更好地分散到油或者水中，起到更好的消泡效果；載體在消泡劑中占較大比例，其表面張力并不高，主要起到支持介質(zhì)的作用，對抑泡、消泡效果有利，能把成本降低；乳化助劑是使乳化效果更好。

消泡劑的種類
消泡劑按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以有很多種方法，如按形式分可分為固體顆粒型、乳液型、分散體型、油型和膏型五大類；按消泡劑在不同工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可以分為紡織工業(yè)消泡劑、造紙工業(yè)消泡劑、涂料工業(yè)消泡劑、食品工業(yè)消泡劑和石油工業(yè)消泡劑等；按消泡劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成可以分為礦物油類、醇類、脂肪酸及脂肪酸酯類、酰胺類、磷酸酯類、有機(jī)硅類、聚醚類、聚醚改性聚硅氧烷類消泡劑。
以下對非硅型、聚醚型、有機(jī)硅型和聚醚改性有機(jī)硅型四個種類進(jìn)行介紹。

非硅型
非硅型消泡劑主要有醇類、脂肪酸、脂肪酸酯、磷酸酯類、礦物油類、酰胺類等有機(jī)物  ，酰胺中常用的有單酰胺、雙酰胺等，此外還有三烷基三聚氰胺、氰脲酰氯三聚氰胺、脂肪胺等其它含氮化合物；磷酸酯類包括單烷基、雙烷基磷酸酯和氟化烷基磷酸酯等，常用于洗漆劑產(chǎn)品的消泡；羧化物包括三類物質(zhì)：脂肪酸，如月桂酸、棕櫚酸等；脂肪酸酯，如脂肪酸甘油脂、動植物油等；脂肪酸皂，如硬脂酸和棕櫚酸的鈣、鋁、鎂皂；脂肪醇、醚包括直鏈和支鏈醇、醚。 [6] 
該類消泡劑價格低廉，它適合于在液體剪切力較小，所含表面活性劑發(fā)泡能力較溫和的條件下使用，它的制備原料易得、環(huán)保性能高、生產(chǎn)成本低，但對致密型泡沫的消泡效率較低，而且由于其專用性較強(qiáng)，市場份額已不斷萎縮。而在有些特殊的行業(yè)，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等，卻需要像聚四氟乙插這類耐酸堿的非硅型消泡劑。 [6]  

聚醚型
聚醚型消泡劑是環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的共聚物，主要是利用其溶解性在不同溫度表現(xiàn)出的不同特性達(dá)到消泡作用。低溫下，聚醚分散到水中，當(dāng)溫度不斷升高時，聚醚親水性逐漸降低，直到濁點(diǎn)時，使聚醚成為不溶解狀態(tài)，這樣才發(fā)揮消泡作用。在制備過程中通過調(diào)節(jié)聚醚的種類及原料的比例就可改變其濁點(diǎn)，從而可以應(yīng)用在不同行業(yè)。 

有機(jī)硅型
聚二甲基硅氧烷（也叫做硅油）是有機(jī)硅型消泡劑的主要成分。和H2O、普通油類相比，硅油表面張力更小，既適用于水基起泡體系，又適用于油性起泡體系。在H2O、普通油類中，硅油活性高、溶解度低，其基本特征表現(xiàn)在化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、使用范圍廣泛、揮發(fā)性低、，且消泡能力比較突出等，缺點(diǎn)是抑泡性能較差。  
這一類消泡劑的種類主要包括固體型、乳液型、溶液型和油型。 
固體型消泡劑具有穩(wěn)定性好、工藝簡單、便于運(yùn)輸、使用方便等特點(diǎn)。它對油相、水相均適用，介質(zhì)分散性也比較突出，在低（無）泡洗衣粉領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。
乳液型消泡劑中的硅油具有較大的張力，乳化難度系數(shù)大，乳化劑一旦選擇不當(dāng)，會造成消泡劑在短時間內(nèi)分層、變質(zhì)等現(xiàn)象。乳液的穩(wěn)定性對消泡劑質(zhì)量極為關(guān)鍵，因此乳液型硅類消泡劑的制備重點(diǎn)在于乳化劑選擇。同時乳液型消泡劑具有價格便宜、適用范圍廣泛、消泡效果明顯等特點(diǎn)，在有機(jī)硅消泡劑中用量。隨著配方技術(shù)的進(jìn)步，乳液型消泡劑會有較大發(fā)展。
溶液型消泡劑是硅油溶解在溶劑中制成的溶液，其消泡原理是：利用溶劑將硅油成分?jǐn)y帶且于起泡溶液內(nèi)分散，在這一過程中，硅油會逐步凝聚成微滴，由此完成消泡。硅油溶解在非水有機(jī)溶液體系中，例如多氯乙烷、甲苯等，可以作為油性溶液消泡。  
硅油溶解在水相體系溶液中，例如乙二醇、甘油等，可以作為水性溶液消泡。需要注意的是，溶劑在提高消泡劑分散性的同時，其成本也會加大，其制備過程中攪動的速度、力度如果不足，溶劑雖易得到擴(kuò)散，硅油卻凝聚成粒度大、消泡活性較差的油珠。  
成本較高的二甲基硅油通常適合油溶性溶液的消泡。一般來說，高黏度的起泡體系選擇低黏度的消泡劑，低黏度的起泡體系選擇高黏度的消泡劑。   

聚醚改性有機(jī)硅型
此類消泡劑是利用聚醚鏈段或聚硅氧烷鏈段改性接枝后獲得的硅醚共聚物，它是將兩者的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來得到一種新型消泡劑，具有分散性好、抑泡能力強(qiáng)、穩(wěn)定、、揮發(fā)性低、消泡效力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
（1）聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑特點(diǎn)
逆溶解性：由于分子中含有聚醚鏈段，所以具備聚醚消泡劑的濁點(diǎn)特性，能基于體系消泡的溫度需求方便地選擇適用的聚硅氧烷聚醚型消泡劑。  
自乳性：由于硅氧烷鏈段和聚醚鏈段對溶劑的憎、親性能不同，當(dāng)聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑加入溶劑中，聚醚鏈段伸展于外部、聚硅氧烷鏈段卷曲于內(nèi)部，所形成分散狀態(tài)即所謂的“自乳性”。消泡劑在自乳性作用下，可以迅速、均勻地分散于起泡液內(nèi)，其穩(wěn)定性較為突出，對抑泡、消泡功能的發(fā)揮有利。對聚醚鏈段、硅氧烷鏈段的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使消泡劑適用于不同性質(zhì)起泡溶液。 
（2）聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑種類
根據(jù)內(nèi)部銜接方式不同，聚醚改性有機(jī)硅型消泡劑可以分為以下兩類
以酸為催化劑制備的－Si－O－C－鍵連接的共聚物，這種消泡劑易于水解，穩(wěn)定性較差。如果有胺類緩沖劑存在，可以進(jìn)行較長時間保留。但因其價格低，發(fā)展?jié)摿O為明顯。  
－Si－C－鍵銜接的共聚物結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，在密閉條件下，可以保存兩年以上。但是由于生產(chǎn)過程中要使用價格昂貴的鉑為催化劑，使得此類消泡劑的生產(chǎn)成本高昂，所以并未得到廣泛應(yīng)用。