有机硅又称聚硅氧烷,是二战之后发展起来的新型高分子材料,也是有机硅消泡剂的核心原料。通过改变侧链基团,再加工成本体、复合物、乳液等形态,就可以得到各类有机硅消泡剂。聚硅氧烷之所以可以成为主流消泡原料,源于四项关键特性,也是有机硅消泡剂合成制备需要参考的基础指标。
(聚硅氧烷原料结构总览图)
一、低表面张力,具备消泡基础
消泡剂发挥作用的前提,是自身表面张力低于起泡介质。聚二甲基硅氧烷属于低表面能物质,表面张力低于水、普通有机物以及各类油脂。少量二甲基硅油滴在水面上就会铺展开来,只需微量添加,就可以降低水体表面张力,实现消泡效果。
二、水油溶解度低,表面活性突出
聚硅氧烷分子主链为硅氧结构,属于疏水性物质,在水和一般油品当中溶解度都不高,但却拥有很高的表面活性。少量二甲基硅油分散在水中,就可以在液面大面积铺展,削弱泡沫液膜强度,较低投加量即可起到控泡效果。
三、低挥发性与化学惰性,环境适应性好
经过脱除低沸物处理后的二甲基硅油挥发性很低,可在较宽温度区间维持消泡能力。酸碱浸泡试验数据表明,二甲基硅油、甲基苯基硅油,在冷热强酸强碱环境下粘度变化幅度较小,化学性质稳定,在水系、油系起泡体系中都可以稳定使用。
四、无生理毒性,可应用于安全要求高的场景
高聚合度、脱除低聚物的二甲基硅油无生理毒性。从毒性试验结果来看,口服、吸入等方式毒性表现微弱,排入水体也不会带来污染。该特性让合格的有机硅消泡剂,能够用于食品、制药、医疗等对安全指标严格的行业。
(四大核心特性归纳图)
这四项是聚硅氧烷的核心优势,也是有机硅消泡剂合成制备的理论基础。生产过程中,可以根据实际使用场景,调整聚硅氧烷的聚合度与侧链基团,调配出适配不同生产条件的有机硅消泡剂。
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常见问题
Q:低表面能为什么是消泡的基础?
A:只有消泡剂表面张力低于起泡介质,才能够侵入破坏泡沫液膜,实现消泡。
Q:有机硅消泡剂耐酸碱高温吗?
A:二甲基硅油化学惰性较好,常规高温、弱酸弱碱环境表现稳定,强腐蚀工况可选用改性苯基硅油。
Q:食品行业可以使用有机硅消泡剂吗?
A:选择脱除低聚物的合规产品,无生理毒性,可满足食品、制药领域使用要求。