泡和泡沫是人們在日常生活中以及工作中經常見到的現象,但是,對泡和泡沫十分了解的人卻很少,這主要是有關泡和泡沫的理論還不成熟。泡和泡沫既可以加以利用,例如洗滌、浮選、滅火、除塵、制造泡沫塑料和泡沫陶瓷等;泡和泡沫也必須消除,例如發酵、涂料、造紙、鍋爐用水、廢水處理、印染和棱鏡(或玻璃)制造等,泡沫的存在會影響生產和產品質量。為了獲得大量的氣泡和泡沫,往往需要加人一定量的發泡劑,為了消除氣泡和泡沫,有時也需加入一定量的消泡劑。不溶性氣體存在于液體或固體中,或存在于以它們的薄膜所包圍的獨立的氣泡稱為泡或氣泡(Bubble)中。許多泡(或氣泡)集合在一起,彼此以薄膜隔開的集聚狀態,稱為泡沫(Foam)。介于兩者之間的、許多獨立的、分散的未能集聚的氣泡,稱為分散氣泡,氣泡是一種具有氣/液、氣/固、氣/液/固界面的分散體系,可以有兩相泡及三相泡,前者常見于氣/液、氣/固系統中的氣泡,后者常見于選礦及油田的氣/液/固體系的氣泡。泡和泡沫是由于表面作用而生成的。當不溶性氣體被周圍的液體所包圍時,此時,瞬時生成疏水基伸向氣泡的內部,而親水基伸向液體,形成一種極薄的吸附膜。由于表面張力的作用,膜收縮成為球狀,形成為泡。由于液體的升舉力,氣泡上升至液面,當大量的氣泡集在表面時,就形成了泡沫層。一般講,起泡的液體,幾乎都是溶液,純液體則不起泡,因此,可以說吸附是起泡的重要因素。再者,起泡與液體的表面張力有關,表面張力愈低的液體,愈易起泡(也有少數有機溶液例外)。根據Gibbs的吸附理論及彈性理論、Marangoni效應及Ross理論,泡沫的穩定性與表面粘性、表面彈性、電斥性、表面膜的移動、溫度、蒸發等因素有關。
本文主要論述消泡劑的應用與制法。消泡就是泡沫穩定化的反過程。可以說,凡是能破壞泡沫穩定性的因素,均可用于消泡。為了說明消泡,有些概念需要闡明。消泡包括兩方面的函義,一是“抑泡”,即防止氣泡(或泡沫)的產生,二是“破泡”,即是將已產生的氣泡(或泡沫)消除掉。猶如預防和治療,前者防患于未然,后者對癥下藥。在本書后續的敘述中,未經特殊說明時,消泡均概指“抑泡”和“破泡”。消泡又分為機械(物理)消泡和化學消泡.
根據發泡體系,發泡場合,經濟和技術條件,可采用一種或者幾種方法進行消泡,消泡劑有油型、溶液型、乳液型、粉末型和復合型。無論是哪種類型的消泡劑,除了發泡體系的特殊要求外,均應具備下述性質:
(1)消泡力強,用量少。
(2)加到起泡體系中不影響體系的基本性質。
(3)表面張力小。
(4)與表面的平衡性好。
(5)擴散性、滲透性好。
(6)耐熱性好。
(7)化學性穩定,耐氧化性強。
(8)氣體溶解性、透過性好。
(9)在起泡性溶液中的溶解性小。
(10)無生理活性,安全性高。
同時具有上述條件的消泡劑是沒有的,一種消泡劑只能對某一種體系或數種體系有效。因此,在選用消泡劑時,一定要先作實驗。在使用時還應注意其添加濃度。消泡劑的種類繁多,應用也十分廣泛,將其應用的領域概括如下:石油工業,紡織、印染工業,制漿、造紙工業,涂料工業,食品工業,發酵工業,洗滌劑工業和其它工業等。同一種消泡劑,可能在不同的領域中得到應用,同樣,在某一領域也可以采用不同的消泡劑,這要視具體情況而定。