广    东    化    工                                                                    2007 年

 

第 8 期 

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第 34 卷  总第 172 期 

 

用散布系数 S 表示。按 ROSS 提出的公式： 

E=γ

F

+γ

DF

-γ

D 

(1) 

S=γ

F

+γ

DF

-γ

D 

(2) 

式中：γ

F

—

泡沫介质的表面张力；γ

D

—

消泡剂的表面张力；

γ

DF

—

泡沫介质和消泡剂之间的界面张力。 

当 E＞0 时，消泡剂渗入泡膜中；E＜0 时不能渗入。当 S

＞0 时，消泡剂能在液膜面扩展；S＜0 时，不能扩展。因此，
当 E＞0，S＞0 时，消泡剂才能产生消泡作用。 

2  消泡剂主体成分的选择 

消泡剂要获得良好的消泡效果必须在起泡液面上迅速铺展

开来，消泡剂在液面铺展越快，则消泡能力越强。因此，用做
消泡剂主体的物质必须具备以下的条件：(1)基本不溶于起泡
液；(2)比起泡液体有更低的表面张力；(3)在起泡液中容易分散
开来；(4)具有良好的化学惰性

[2]

。 

根据以上的原则，有机硅的特性很适宜用做消泡剂的主体

成分，特别是二甲基硅油具有下列特点： 

(1)

在水和一般油中的溶解度低，具有较高的活性。化学结

构上二甲基硅油具有特殊的结构，主链是—Si—O—Si—的无级
结构，是非极性的分子，所以与水或含有极性原子团的物质不
相溶，因而二甲基硅油在水和一般的油中溶解度很低，可以用
较少量的二甲基硅油获得很高的活性。 

(2)

二甲基硅油的表面张力比水、表面活性剂及一般的起泡

液的表面张力都低，易于在起泡液面铺展，消泡能力强。 

(3)

具有化学稳定性、生理惰性。二甲基硅油化学性质稳定，

难于与其它物质发生化学反应，且其是生理惰性物质，可以说
是没有毒性的，已经被证明是对人体安全的物质。 

(4)

硅油热稳定性好，长时间可耐热 150℃，短时间 300℃

不分解。 

(5)

含有机硅的消泡剂消泡能力强，用量少(只需加入起泡液

的 1～100 ppm)，不影响产品的质量。 

3  有机硅消泡剂类型

 

有机硅消泡剂按其产品的形态主要可分为油状型、硅油溶

液型、乳液型及固体型四大类，其中乳液型硅油消泡剂的使用
面最广，用量最多。 

3.1  油状有机硅消泡剂 

二甲基硅油由于有着良好的化学惰性、热稳定性及低表面

张力、不溶于水、易于在表面铺展等诸多优点而被用作消泡剂
的主体成分，低粘度硅油消泡效果好，但持续性差；高粘度硅
油消泡效果慢，但持续性好。一般规律是起泡液粘度越低，选
用的硅油粘度应越高，反之，起泡液粘度越高，选用的硅油粘
度越低。单纯的有机硅，如二甲基硅油，并没有消泡作用，但
将其乳化后，表面张力迅速降低，使用很少量即能达到很强的
破泡和抑泡作用，成为一种重要的消泡剂成分

[3]

。通常在硅油

中混入一定比例的经疏水处理过的二氧化硅助剂，形成油复合
型消泡剂，二氧化硅作填料，因其表面有大量的羟基而有助于
增强硅油在起泡体系中的分散能力，增加乳液的稳定性，明显
改善消泡性能。 

3.2  溶液型有机硅消泡剂 

溶液型有机硅消泡剂是硅油溶解在一些特定的溶剂中，从

而使有机硅消泡剂颗粒变得微小，分散性能得到改善，能更好
地散布在消泡对象中。所选择的溶剂必须既能溶解硅油，同时
该溶剂也能很好地溶解于起泡介质中。可将有机硅溶解在多氯
乙烷、甲苯、二甲苯等有机溶剂中，制成的硅油溶液适用于非
水体系的消泡；也可以将硅油溶解在乙二醇、甘油、其它醇等
有机溶剂中，制成适合水相体系的消泡溶液。硅油溶液消泡剂
是借助溶剂携带硅油并分散在起泡液中，溶剂扩散，硅油凝聚
成微滴，从而发挥消泡作用。 

3.3  乳液型有机硅消泡剂 

有机硅乳液一般为乳白色有良好流动性的液体，有着较高

的化学稳定性，较好耐热性能及生理惰性，可以有效地提高硅
油在水相中的分散性能，既可应用于非水相，又可应用于水相，
有着较广的使用范围。由于硅油比较难以乳化，如果乳化不完
全，再使用时有破乳的情况出现时将会严重影响到其消泡性能。
而乳液的稳定性是消泡剂好坏的重要指标，所以乳化剂的选择
是关键。乳化剂属于表面活性剂，能在硅油和水两相界面上形
成定向的单分子层，使表面张力降低，还能形成结实的复合膜，
从而能使乳液体系获得稳定的效果。同时，在消泡剂加入二氧
化硅气溶胶，可以增强其消泡能力。二氧化硅气溶胶的作用机
理：(1)SiO

2

气溶胶提供了水进入硅油液滴内部的极性界面，因

而，有助于硅油的分散，同时又阻碍了硅油小液滴合并的作用；
(2)

疏水SiO

2

气溶胶本身就是一种消泡剂，所以，添加疏水SiO

2

气溶胶，实际上是硅油微滴和SiO

2

气溶胶消泡剂的协同效应

[4]

。

谢文峰等以聚二甲基硅油、改性硅油和白炭黑为主要成分，合
成了稳定的乳液型有机硅消泡剂SXP-3，性能优良，用途十分
广泛，具有无毒、无味、生理惰性以及铺展快、分散均匀、不
挥发、化学稳定性高、耐高温、耐酸碱，适用范围广、用量少  、
效力高等特点

[5]

。 

有机硅乳液的生产技术对乳化剂有一定的要求，要形成稳

定的乳液，必须选择合适的乳化体系，乳化剂分子的亲水亲油
平衡值要选择合适，此外被乳化物与乳化剂憎水基之间的亲和
力，结构越近，则乳化效果更好。Span、Tween类乳化剂有着
与硅油相似的化学结构，在硅油的乳化上有着广泛的应用。在
选择乳化剂时，一般多选用几个HLB有一定差别的乳化剂进行
复配，效果较采用单一的乳化剂好。要使乳液稳定，乳化剂的
用量也要讲究，如果用量太多，虽然稳定性改善，但乳液会过
于粘稠，消泡效果下降，若用量太少，则乳液不稳定，易分层。
所以在配制消泡剂时，要兼顾到稳定性和活性两者的关系。