低泡无泡型工业清洗剂的研究

工业清洗中使用大量表面活性剂产生的泡沫，对清洗有一定的帮助，但也给清洗操作带来了不良影响，如在喷淋、高压清洗时，泡沫过多会产生溢槽、夹带油污溢出地面，污染操作场地；增加漂洗难度，造成水电浪费，降低生产效率；如果无法彻底漂洗时也会影响产品品质，如精密电子清洗时，泡沫的残留会影响产品导电等性能；在纺织工业的染色、印花等工艺中，泡沫残留可能在成品布上形成斑痕；纸浆浆液中残留泡沫，会使成品纸出现空洞造成质量下降等。因此，对泡沫控制是工业清洗产品开发的一个重要命题。目前工业清洗中对泡沫的控制主要有以下几个方向：选择低泡无泡型原料、添加消泡剂、应用配套的清洗工艺等。本文将从这三个方向论述低泡无泡型工业清洗剂的研究情况。
 

1泡沫形成的原因及其消除机理

1.1泡沫的形成与稳定性

泡沫是一种气体在液体或熔融固体中的分散体系。向含有表面活性剂的溶液送入气体或施以搅拌会产生气泡，在气泡的气—液界面，表面活性剂分子发生吸附，表活分子的疏水基伸入气泡亲水基伸入水中，形成单分子膜（图1）；当气泡在液体内部时，界面吸附层会阻碍气泡间的碰撞、合并。当吸附了表活分子的气泡因浮力上升至液面时，与溶液表面的表活分子吸附膜形成双分子膜，之后充分排液形成稳定的泡沫。

泡沫内外层的表活分子膜， 提升了泡沫液膜的表面黏度和强度，并使液膜具有自修复作用， 延缓液膜破裂时间， 提高泡沫的稳定性。表活分子结构会直接影响液膜的性质进而影响泡沫稳定性。如碳链长度适中的表活分子，可依靠分子间力在液膜表面形成紧密的吸附层， 提高液膜强度。如果表活分子的碳链太长，分子迁移速度慢，液膜自修复作用差，液膜刚性太强， 缺乏弹性。离子型表活分子在液膜的两个表面产生静电斥力作用可提高泡沫稳定性。

1.2泡沫的消除机理

如上所述，泡沫气——液界面的双分子膜使泡沫液膜具有一定的稳定性，泡沫的消除一般有下面几种作用方式：降低液膜强度与透气性。泡沫液膜强度高，排液速度慢；液膜透气性高，阻止泡内气体扩散，稳泡性强。

减低液膜局部表面张力。如加入消泡剂浸入气泡液膜（图4），替代了原液膜表面的表面活性剂，降低了此处表面张力，周围液膜表面张力高，产生收缩力使泡沫破裂。

破坏界面膜弹性使液膜无法自修复。加入聚氧乙烯硅氧烷等表面张力极低的表活剂，当泡沫受到外力的扰动和冲击拉长时，液膜上分子浓度降低， 因聚氧乙烯硅氧烷表面张力极低，其他表活剂无法迁移润湿此处补充恢复液膜，使液膜无法抵抗外力干扰自我修复，泡沫容易破裂。加入固体颗粒，会吸附、转移泡沫液膜上的表面活性剂分子，达到消除泡沫的作用。