2結果與討論

2.1動(dòng)態(tài)表面張力

圖1是添加消泡劑后起泡液（0.2%二異辛基琥珀磺酸鈉鹽水溶液）的動(dòng)態(tài)表面張力r（t）與時(shí)間t的關(guān)系圖。由圖1可以看出：在同樣的添加量下，分子級消泡劑（消泡劑1、2）可使起泡液具有更低的動(dòng)態(tài)表面張力，這與其雙子結構有關(guān)；有機消泡劑（消泡劑3、4）在起泡物質(zhì)的協(xié)同作用下，也具有一定的降低起泡液動(dòng)態(tài)表面張力的能力；在起泡液中，不論是加入分子級消泡劑還是有機消泡劑，在時(shí)間趨于1s時(shí)，其表面張力都低于36mN/m.

圖1添加消泡劑的起泡液動(dòng)態(tài)表面張力圖

2.2吸附動(dòng)力學(xué)

圖2是截取圖1中極短時(shí)間的動(dòng)態(tài)表面張力γ（t）與極短時(shí)間范圍t1/2的關(guān)系圖。由圖2可知：消泡劑的動(dòng)態(tài)表面張力與時(shí)間的平方根呈線(xiàn)性關(guān)系，說(shuō)明消泡劑在起泡液中極短時(shí)間范圍內，整個(gè)吸附過(guò)程由擴散控制。

圖2添加消泡劑的起泡液極短時(shí)間γ（t）~t1/2線(xiàn)性擬合圖

極短時(shí)間擴散系數可依據吸附方程（1）求出：

式中：γ（t）是溶液的動(dòng)態(tài)表面張力；γ0是溶劑水的表面張力；C0是表面活性劑的濃度；D是表面活性劑的擴散系數。

擴散系數是指單位時(shí)間內物質(zhì)通過(guò)單位擴散通道橫截面的質(zhì)量。擴散系數越大，物質(zhì)擴散能力越強。利用擬合曲線(xiàn)斜率代入式（1），可以求得消泡劑在起泡液中極短時(shí)間范圍的擴散系數，消泡劑1、2、3、4的擴散系數D分別為4.67×10-6、2.43×10-6、1.33×10-5、9.24×10-6m2/s，在10-5到10-6數量級。

2.3消泡劑添加方式的性能測試方法

表1是消泡劑在起泡液中不同測試方法和添加方式下的消泡性能。由表1可以看出：同樣為前添加消泡劑的乳液，搖瓶法研究表明消泡劑都具有不錯的消泡能力，鼓氣法研究結果整體都比搖瓶法差；消泡劑1因為沒(méi)有接枝強疏水基團且有效成分偏低，呈現負效應；消泡劑2中烷醇的極性低于炔醇，但是有效成分更高，所以消泡力度略強；消泡劑3和4因為烴油結構和疏水顆粒成分，無(wú)論是針對大泡還是小泡，均表現出很強的消抑泡性能。搖瓶法偏重研究消泡劑的消泡性能，鼓氣法偏重于研究消泡劑的抑泡性能。

用鼓氣法研究了不同的消泡劑添加方式，由表1可以發(fā)現后添加方式比先添加方式的初始泡沫明顯降低。后添加方式的消泡劑大量聚集于泡沫表面，破壞了氣液界面的平衡。雖然在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中以先添加方式為主，但試驗結果給出了制備工藝改進(jìn)的思路。

表1消泡劑在起泡液中不同測試方法和添加方式下的消泡性能

2.4相容性

表2是消泡劑與起泡液的相容性。由表2可見(jiàn)：消泡劑1與起泡液有很好的相容性；消泡劑2與起泡液相容性一般。與消泡劑1相比，消泡劑2中的有效成分含量為100%，遠高于消泡劑1的25%.由此可見(jiàn)，對炔二醇改性的消泡劑與起泡液的相容性與其有效成分是成反比的。由表2還可見(jiàn)，消泡劑3和4與起泡液的相容性都很差，這與油的不相容性有關(guān)，加入起泡液中會(huì )形成部分乳化和部分漂浮，形成渾濁液。

結合圖1和表1、2可知，消泡劑與起泡液的相容性越差，起泡液動(dòng)態(tài)表面張力越高，消泡性能越好。

表2消泡劑與起泡液的相容性

2.5消泡機理

分子級消泡劑的加入，使起泡液的動(dòng)態(tài)表面張力明顯下降，鋪展的同時(shí)會(huì )在界面上形成明顯的表面張力差，使得液膜內應力不均勻，處于非平衡狀態(tài)，從而幫助加快泡沫的衰減。因此從消泡機理上分析，適用于“架橋~鋪展”機理。

有機消泡劑中的有機蠟或有機硅為疏水顆粒，當油橋形成時(shí)，疏水顆粒由于其疏水性和不能變形，會(huì )被泡沫膜和起泡液反潤濕，最終油、水和空氣三相界面相互連接，泡沫膜在消泡劑分散體表面穿孔而破裂，適用于“架橋~脫濕”機理；而具有降低表面張力作用的消泡劑，在油滴鋪展的同時(shí)，油膜會(huì )在油~氣、油、水界面形成不規則的泡沫膜結構，且不規則結構促使泡沫膜被逐漸拉伸變薄而破裂，符合“架橋~鋪展”作用機理。因此有機消泡劑的消泡機理可以認為既適用于“架橋~脫濕”機理，又適用于“架橋~鋪展”機理。

2.6消泡劑對水性丙烯酸膠黏劑乳液性能的影響

表3是在水性丙烯酸膠黏劑乳液中添加消泡劑后性能測試的結果。由表3可見(jiàn)：在水性丙烯酸膠黏劑乳液中，消泡劑1、2、3應用在涂布上沒(méi)有任何缺陷，這說(shuō)明這幾種消泡劑在乳液中的輕微浮油對涂布性能沒(méi)有影響；而消泡劑4因為在乳液中有大量浮油，隨涂布遷移到基材表面，容易造成縮孔等缺陷。

表3消泡劑對水性丙烯酸膠黏劑乳液性能的影響

消泡劑的消泡能力與乳液的相容性成反比關(guān)系。消泡劑1和2與乳液的相容性最好，但因為部分溶解于乳液中，使消泡強度減弱；而消泡劑4與乳液的相容性最差，雖然具有極強的消泡性，但是因為過(guò)于疏水而難與乳液相容，所以容易造成表面缺陷。消泡劑3與乳液的相容性與消泡能力較為平衡，是最佳的消泡劑選擇。

添加不同消泡劑后，水性丙烯酸膠黏劑乳液的D50粒徑和D90粒徑?jīng)]有顯著(zhù)變化。熱老化前后的黏度變化也在1mPa·s之內，在可接受的浮動(dòng)范圍。表明消泡劑的加入對水性丙烯酸膠黏劑乳液的粒徑、黏度和熱穩定性沒(méi)有顯著(zhù)影響。

3結論

（1）在極短時(shí)間范圍內，0.2%用量的消泡劑在起泡液中的動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程由擴散控制，擴散系數在10-5到10-6數量級。

（2）分子級消泡劑適用“架橋~鋪展”的消泡機理，有機消泡劑對于“架橋~鋪展”和“架橋~脫濕”消泡機理都適用。

（3）消泡性能測試方法中，搖瓶法偏重研究消泡劑的消泡性能，鼓氣法偏重于研究消泡劑的抑泡性能。添加方式中后添加比先添加表現出更好的消抑泡性能。

（4）在水性丙烯酸膠黏劑乳液中，消泡劑與乳液的相容性和消泡能力成反比。消泡劑的加入對水性丙烯酸膠黏劑乳液的黏度、粒徑和存儲穩定性無(wú)顯著(zhù)影響。

表面張力儀測試添加消泡劑后起泡液、水性丙烯酸膠黏劑的變化（一）

表面張力儀測試添加消泡劑后起泡液、水性丙烯酸膠黏劑的變化（二）