Подробное объяснение механизма пенообразования кремнийорганических пеногасителей.

I. Основные причины стабильной пены

Стойкость пены в системах водоотведения обусловлена, прежде всего, наличием в воде различных поверхностно-активных веществ. Эти вещества образуют вокруг пузырьков двухслойную-эластичную жидкую пленку. Эта пленка обладает свойствами самовосстановления-, которые прочно удерживают воздух, затрудняя самопроизвольный разрыв пузырьков. В результате пена накапливается, всплывает и накапливается, что приводит к таким проблемам, как перелив и прилипание к стенам. Поверхностное натяжение обычных водных растворов обычно находится в диапазоне от 30 до 45 мН/м, что приводит к образованию стабильной пузырьковой структуры, которую трудно быстро устранить обычными методами.

II. Основные компоненты кремнийорганических пеногасителей

Обычные промышленные кремнийорганические пеногасители представляют собой сложные системы, состоящие из трех основных компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию:

1. Полидиметилсилоксан (силиконовое масло):Основной активный ингредиент, обладающий чрезвычайно низким поверхностным натяжением и играющий решающую роль в пеногашении;

2. Гидрофобный диоксид кремния:Помогает проникнуть сквозь жидкую пленку пены, повышает-эффективность разрушения пены и повышает устойчивость подавления пены;

3. Эмульгатор:Обеспечивает равномерное диспергирование гидрофобного силиконового масла в водной фазе, предотвращая агломерацию и разделение фаз и делая состав пригодным для очистки воды.

   

III. Полный трехэтапный-процесс пеногасления

1. Проникновение и распространение

Полидиметилсилоксан имеет поверхностное натяжение всего 18–21 мН/м, что значительно ниже, чем у вспенивающейся жидкой пленки. Кроме того, он гидрофобен и мало растворим в воде. Когда капля пеногасителя вступает в контакт с пеной, она не растворяется в водной фазе, а вместо этого быстро распространяется и проникает в поверхность пены, принудительно внедряясь в двухслойную структуру жидкой пленки. Он постепенно заменяет поверхностно-активные вещества, первоначально адсорбированные на пленке, позволяя небольшому количеству пеногасителя покрыть большую площадь пены.

2. Дисбаланс поверхностного натяжения и разрыв пены.

Как только пеногаситель внедряется в пленку жидкости, локальное поверхностное натяжение в этой точке значительно снижается, в то время как окружающая пленка пены сохраняет более высокое поверхностное натяжение. Этот дисбаланс порождает неравные силы, которые постоянно растягивают и утончают пленку жидкости. В то же время гидрофобные силиконовые сегменты нарушают упорядоченное расположение молекул поверхностно-активного вещества, в результате чего пленка теряет эластичность и способность к самовосстановлению. В результате жидкая пленка разрывается, позволяя захваченному воздуху быстро выйти. В результате пена разрушается и быстро рассеивается на большой площади, что соответствует мгновенному исчезновению пены, наблюдаемому в экспериментах с градуированными цилиндрами после добавления пеногасителя.

3. Длительное-подавление пены

Силиконовые компоненты остаются стабильно диспергированными в водной фазе и постоянно адсорбируют вновь образующиеся поверхностно-активные вещества, не позволяя им восстанавливать упругие пузырьковые пленки. Следовательно, даже при постоянном перемешивании и аэрации образование новой пены существенно тормозится. Это обеспечивает длительное-подавление пенообразования за одно применение, в отличие от пеногасителей короткого-действия, которые просто устраняют уже имеющуюся пену.

IV. Основные преимущества кремнийорганических пеногасителей

1. Низкая дозировка и быстрое действие., без значительного увеличения затрат на химикаты для очистки воды;

2. Отличная химическая инертность, обеспечивая стойкость к кислотам, щелочам, а также к высоким и низким температурам, что делает эти пеногасители пригодными для широкого спектра условий промышленных сточных вод;

3. Отсутствие негативного воздействия на микробную активность.в резервуарах биологической очистки, гарантируя, что общий процесс очистки сточных вод не будет затронут;

4. Низкая растворимость в воде и минимальные потери, что позволяет продукту сочетать эффективное пеногашение с длительным-подавлением пены, тем самым обеспечивая превосходную общую экономическую-эффективность.