Ko'piksizlantiruvchilarning reaksiya mexanizmi
◆◆ Yogʻ tizimlarida polisiloksanlarning koʻpiksizlanish jarayoni oʻrganildi. Ular doimiy ravishda ko'pik tizimini soniyaning 1/1000 qismida suratga oldilar, tasvirlarni 100 marta kattalashtirdilar. To'rtta ketma-ket fotosuratning sxematik diagrammasi shuni ko'rsatadiki, silikon yog'ini defoamerning kichik bir tomchisi pufak plyonkasiga etib kelganida, u pufak yuzasining yorilishi va kattaroq pufakchaga birlashishiga olib keladi. Birinchi tomchidan uchinchi tomchigacha to'rtta pufakchalar bitta katta pufakchaga birlashadi va pufak plyonkasi yupqalanadi. Nihoyat, gaz va suyuqlik tezda ajralib chiqadi va katta qabariq yo'qoladi. Pufakchaning yorilishi to'rtinchi tomchida tugaydi. Bu nima uchun bir tomchi defoamer bir qator pufakchalar yorilishiga olib kelishini ob'ektiv ravishda tushuntiradi. Defoamer qabariq plyonkaga yopishib qolganda va pufak plyonkasi suyuqligiga kirsa, bu nuqtada sirt tarangligini sezilarli darajada kamaytiradi. Defoamerning faol moddasi suvli tizimda suvda past eruvchanligiga ega bo'lganligi sababli, sirt tarangligining pasayishi qabariq plyonkasining mahalliy maydoni bilan chegaralanadi, pufak plyonkasi atrofidagi sirt tarangligi deyarli o'zgarmaydi. Sirt tarangligi pasaygan joy kuchli tortiladi va tashqariga cho'ziladi, natijada ko'pik yorilishiga olib keladi. Defoamerlar ko'pikli plyonkaning elastikligini buzishi mumkin, bu esa pufakchalarning yorilishiga olib keladi. Ko'pikli plyonka yuzasiga adsorbsiyalangan sirt faol moddalar sirt tarangligini pasaytirganligi sababli, mahalliylashtirilgan bosim ostida, ko'pik plyonkasi o'sha joyda yupqalashadi, sirt faol moddaning yupqalashishi tufayli sirt tarangligi ortadi. Aynan yangi hosil bo'lgan sirt va asl sirt o'rtasidagi sirt tarangligidagi bu farq, ko'pik plyonkasi tashqi ta'sir ostida yupqalashganda uning elastikligini tiklashga imkon beradi, uning yorilishining oldini oladi va shu bilan ko'pikni barqarorlashtiradi. Agar biz bu elastiklikni buzishga harakat qilsak, biz ko'pikning barqarorligini buzishimiz mumkin. Ba'zi ekspertlar, defoamerlarning vazifasi ko'pikli plyonkaning elastikligini buzishdir. Ko'pikli tizimga ko'piksizlantiruvchi moddalar qo'shilsa, ular gaz{18}}suyuqlik interfeysi tomon tarqaladi, bu esa ko'pikni barqarorlashtiruvchi xususiyatga ega sirt faol moddalarning plyonkaning elastikligini tiklashini qiyinlashtiradi. Ko'pikni yo'qotuvchi vositalar suyuqlik drenajini kuchaytirishi mumkin, bu esa pufakchalarning yorilishiga olib keladi. Suyuq drenajni tezlashtiradigan moddalarni qo'shish (ko'pikni yo'qotish uchun) ko'pikni yo'qotishi mumkin. Agar ko'pikli plyonka qalin bo'lsa, 30{24}}40 nm gacha bo'lgan drenaj jarayoni uzoqroq davom etadi va ko'pikli plyonka kuchliroq o'z-o'zini davolash effekti-va yaxshi elastiklikka ega bo'ladi. Shuning uchun qalinroq ko'pikli plyonkalar uzoq umrga ega va ko'pikni drenajlash tezligi ko'pikning barqarorligini aks ettiradi. Tez suyuqlik plyonkali drenaj tezligi plyonkani yupqalashtiradi, natijada ko'pikning yorilishiga olib keladi. Hidrofobik qattiq zarralarni qo'shish ko'pikli suv tizimlarida qabariqning yorilishiga ham olib kelishi mumkin. Hidrofob kremniy dioksidi (ya'ni, gidrofobik dudlangan kremniy) zarralarini qo'shishning o'zi ko'pikni yo'qotish ta'siriga ega. Hidrofobik dudlangan kremniy zarralari qabariq yuzasida sirt faol moddalarning hidrofobik uchlarini o'ziga tortadi, hidrofobik zarralarni hidrofilik zarrachalarga aylantiradi va suvli fazaga kiradi va shu bilan ko'pikni yo'qotish jarayonini yakunlaydi. Ushbu hidrofobik kremniy qattiq zarralari odatda metil silikon moyi, silazan yoki DMC bilan ishlangan dudlangan silika zarralaridir. Ular pufakcha yuzasiga mahalliy darajada kirib, mahalliy sirt tarangligini kamaytiradi. Qattiq zarrachalar ta'siri bilan qo'shilib, igna uchi pufakchani teshib, uning yorilishini tezlashtiradi. Shuning uchun, hidrofobik dudlangan kremniy dioksidi o'z ichiga olgan defoamerlar, odatda, yaxshi ko'pikni yo'qotish ta'siriga ega. Eriydigan va ko'pikli{39}}sirt faol moddalar ham pufakchalar yorilishiga olib kelishi mumkin. Eritma bilan yaxshilab aralasha oladigan past{40}}molekulyar{42}}ayrim moddalar sirt faol moddasini pufakchada eritib, uning samarali konsentratsiyasini kamaytiradi. Oktanol, etanol va propanol kabi spirtlar kabi past{43}}molekulyar og'irlikdagi bunday ta'sirga ega moddalar nafaqat sirt qatlamidagi sirt faol kontsentratsiyasini kamaytiradi, balki sirt faol moddalarning adsorbsion qatlamida eriydi, sirt faol moddalar molekulalari orasidagi zichlikni kamaytiradi va shu bilan ko'pikning barqarorligini zaiflashtiradi.
Elektrolitlar sirt faol moddalarning ikki qatlamini buzadi, bu esa pufakchalarning yorilishiga olib keladi. Barqarorlik hosil qilish uchun sirt faol moddasining ikki qatlamining o'zaro ta'siriga tayanadigan ko'pikli suyuqliklar uchun oddiy elektrolitlar qo'shilishi sirt faol moddasining ikki qatlamini parchalashi va shu bilan ko'pikni yo'qotishi mumkin.
◆◆Defoamerlarning tarkibi
Faol moddalar
Funktsiya: Ko'pikni yo'qotish, sirt tarangligini kamaytirish; Vakillar: Silikon moyi, poliefirlar, yuqori spirtlar, mineral moy, o'simlik moyi va boshqalar.
Emulsifikatorlar
Funktsiya: Faol ingredientlarni mayda zarrachalarga tarqatadi, suvda tarqalishini osonlashtiradi va ko'pikni yo'qotish va ko'pikni bostirish-ta'sirini yaxshilaydi. Vakillar: Nonilfenol polioksietilen efir, sovun tuzlari, OP seriyasi, Tween seriyasi, Span seriyasi va boshqalar. Tashuvchi
Funktsiya: tashuvchi va ko'pikli tizim o'rtasidagi bog'lanishni osonlashtiradi, ko'pikli tizim ichida dispersiyani osonlashtiradi va ikkalasini birlashtiradi. Uning past sirt tarangligi ko'pikni bostirishga yordam beradi va xarajatlarni kamaytiradi. Reprezentativ misollar: suvdan boshqa erituvchilar, masalan, alifatik uglevodorodlar, aromatik uglevodorodlar va kislorod-tarkibida erituvchilar.
Emulsifikatorlar
Funktsiyasi: emulsifikatsiyani yaxshilaydi. Reprezentativ misollar: Dispersantlar (hidrofobik kremniy va boshqalar); Qalinlashtiruvchi moddalar (CMC, polietilen efir va boshqalar).
◆◆Defoamerni qanday tanlash mumkin
◆◆ Koʻpikli suyuqlikda erimaydigan yoki kam eriydi
Ko'pikni sindirish uchun defoamerni konsentratsiyalash va ko'pikli plyonkaga qaratish kerak. Defoamers uchun bu kontsentratsiya bir zumda paydo bo'lishi kerak; ko'pikni bostiruvchilar uchun bu holat doimiy ravishda saqlanishi kerak. Shuning uchun, defoamers ko'pikli suyuqlikda supersaturatsiyalangan; faqat erimaydigan yoki kam eriydigan moddalar osongina supersaturatsiyaga erishadi. Erimaydigan yoki kam eriydigan moddalar gaz-suyuqlik interfeysida osongina to'planadi, ko'pik plyonkasida osongina to'planadi va past konsentratsiyalarda samarali ishlaydi. Suv tizimlarida ishlatiladigan defoamerlar uchun faol moddalar molekulalari kuchli hidrofobik va zaif hidrofilik bo'lishi kerak, optimal ta'sir qilish uchun HLB qiymati 1,5-3 oralig'ida bo'lishi kerak. Sirt tarangligi ko'pikli suyuqlikdan past bo'lishi kerak.
Ko‘pikni yo‘qotuvchining molekulalararo kuchlari kuchsiz bo‘lganda va sirt tarangligi ko‘pikli suyuqliknikidan past bo‘lgandagina ko‘piksizlantiruvchi zarrachalar ko‘pikli plyonkaga kirib, tarqalib ketishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, ko'pikli suyuqlikning sirt tarangligi eritmaning sirt tarangligi emas, balki ko'pikli suyuqlikning sirt tarangligi-dir. Ko'pikli suyuqlik bilan ma'lum darajada yaqinlik kerak.
Ko'pikni yo'qotish jarayoni asosan ko'pikning parchalanish tezligi va ko'pik hosil bo'lish tezligi o'rtasidagi raqobat bo'lganligi sababli, defoamer keng maydonda tez ta'sir qilish uchun ko'pikli suyuqlikda tez tarqalib ketishi kerak. Tez tarqalish uchun defoamerning faol moddasi ko'pikli suyuqlik bilan ma'lum darajada yaqinlikka ega bo'lishi kerak. Agar faol modda juda yaqin bo'lsa, u eriydi; agar u juda hidrofobik bo'lsa, uni tarqatish qiyin bo'ladi. Faqat yaqinlik va hidrofobiklik mos bo'lsa, ta'sir yaxshi bo'ladi.
Ko'pikli suyuqlik bilan kimyoviy reaksiyaga kirishmang.
Agar defoamer ko'pikli suyuqlik bilan reaksiyaga kirsa, u o'z samarasini yo'qotadi va mikroblarning o'sishiga ta'sir qiluvchi zararli moddalarni ishlab chiqishi mumkin. Past oʻzgaruvchanlik va uzoq{1}}davomli harakat.
Birinchidan, ko'piksizlantiruvchi vosita qaysi tizimda ishlatilishini aniqlang: u suvga-asoslanganmi yoki moyga-asoslanganmi? Masalan, fermentatsiya sanoatida polieter-modifikatsiyalangan silikon yoki polieter{4}}asosli ko'pikni yo'qotuvchi-kabi yog'ga asoslangan ko'pikni yo'qotuvchi vositalar talab qilinadi. Suvga asoslangan{6}}qoplamalar sanoatida suvga asoslangan-ko‘pikni yo‘qotuvchi yoki silikon ko‘pikni tozalash vositalariga ehtiyoj bor. Defoamerni tanlagandan so'ng, eng mos va iqtisodiy mahsulotni aniqlash uchun dozani solishtiring va narxni hisobga oling.
◆◆Defoamerning dozasi
Defoamerlarning ko'p turlari mavjud va kerakli dozalar turiga qarab o'zgaradi.
Spirtli{0}}asosli ko'pikni yo'qotuvchilar: Spirtli{1}}asosli ko'pikni yo'qotuvchilarning dozasi odatda 0,01-0,10% oralig'ida.
Yog 'asosli{0}}ko'piksizlantiruvchilar: Yog'ga asoslangan{1}}ko'piksizlantiruvchilarning qo'shilgan miqdori 0,05-2%, yog' kislotali efir defoamerlarniki esa 0,002-0,2% orasida.
Amid defoamers: Amid defoamers nisbatan samarali va qo'shilish miqdori odatda 0,002-0,005% ni tashkil qiladi.
Fosfor kislotasi defoamerlari: Fosfor kislotasi defoamerlari ko'pincha tolalar va moylash moylarida qo'llaniladi, qo'shimcha miqdori 0,025-0,25% gacha.
Amin defoamers: Omin defoamers asosan tolani qayta ishlashda qo'llaniladi, qo'shimcha miqdori 0,02-2%.
Efir defoamers: Efir defoamers qog'oz ishlab chiqarish, chop etish va bo'yash va tozalashda keng qo'llaniladi, qo'shimcha miqdori 0,025-0,25%.
◆◆Defoamerlarning afzalliklari va kamchiliklari
**Organik silikon ko'pikni yo'qotuvchilar:** Bu ko'pikni yo'qotuvchi vositalar osongina mavjud va nisbatan arzon. Narxlari arzon boʻlishiga qaramay, ular yuqori samarali, tez koʻpikni yoʻqotish, koʻpikni uzoq vaqt bostirish-va -toksik boʻlmagan va zararsiz boʻlib, koʻpchilik sanoat ilovalari uchun yaxshi koʻpikni tozalash vositasiga aylanadi. Ulardan foydalanish ham juda oson. Biroq, ularni saqlash oson emas, yomonlashishga moyil va ba'zi tizimlar bilan mos kelmaydi.
**Polieter defoamerlar:** Polieter defoamerlar nisbatan eng barqaror tur bo'lib, aksariyat tizimlar bilan yaxshi mos keladi. Ular defoamer turlari orasida eng barqaror hisoblanadi va asosan barcha turdagi ko'piklarni ishlay oladi. Ularning ko'pikni bostirish vaqti organosilikon defoamerlarga qaraganda kuchliroq, ammo ularning ko'pikni yo'qotish tezligi nisbatan sekin.
**Yuqori alkogolli ko‘pikni yo‘qotuvchilar:** Bular nisbatan samarali ko‘pikni yo‘qotuvchilardir; Ba'zi{0}}yo'q qilish{1}} qiyin bo'lgan ko'piklarni yuqori alkogolli defoamerlar yordamida yo'q qilish mumkin.
**Silikon defoamerlar:** Ular ko'pik hosil bo'lishini yo'q qilishlari va oldini olishlari mumkin, bu ularni sanoat ko'pik bilan bog'liq muammolarni tubdan hal qila oladigan kam sonli defoamerlardan biriga aylantiradi.
**Polieter-O‘zgartirilgan silikon:** Bu avvalgi ikki turdagi ko‘pikni tozalash vositalarining afzalliklarini o‘zida mujassam etgan va -toksik va zararsiz bo‘lib, uni tejamkor mahsulotga aylantiradi.
