2结果与讨论

2.1动态表面张力

图1是添加消泡剂后起泡液（0.2%二异辛基琥珀磺酸钠盐水溶液）的动态表面张力r（t）与时间t的关系图。由图1可以看出：在同样的添加量下，分子级消泡剂（消泡剂1、2）可使起泡液具有更低的动态表面张力，这与其双子结构有关；有机消泡剂（消泡剂3、4）在起泡物质的协同作用下，也具有一定的降低起泡液动态表面张力的能力；在起泡液中，不论是加入分子级消泡剂还是有机消泡剂，在时间趋于1s时，其表面张力都低于36mN/m.

图1添加消泡剂的起泡液动态表面张力图

2.2吸附动力学

图2是截取图1中极短时间的动态表面张力γ（t）与极短时间范围t1/2的关系图。由图2可知：消泡剂的动态表面张力与时间的平方根呈线性关系，说明消泡剂在起泡液中极短时间范围内，整个吸附过程由扩散控制。

图2添加消泡剂的起泡液极短时间γ（t）~t1/2线性拟合图

极短时间扩散系数可依据吸附方程（1）求出：

式中：γ（t）是溶液的动态表面张力；γ0是溶剂水的表面张力；C0是表面活性剂的浓度；D是表面活性剂的扩散系数。

扩散系数是指单位时间内物质通过单位扩散通道横截面的质量。扩散系数越大，物质扩散能力越强。利用拟合曲线斜率代入式（1），可以求得消泡剂在起泡液中极短时间范围的扩散系数，消泡剂1、2、3、4的扩散系数D分别为4.67×10-6、2.43×10-6、1.33×10-5、9.24×10-6m2/s，在10-5到10-6数量级。

2.3消泡剂添加方式的性能测试方法

表1是消泡剂在起泡液中不同测试方法和添加方式下的消泡性能。由表1可以看出：同样为前添加消泡剂的乳液，摇瓶法研究表明消泡剂都具有不错的消泡能力，鼓气法研究结果整体都比摇瓶法差；消泡剂1因为没有接枝强疏水基团且有效成分偏低，呈现负效应；消泡剂2中烷醇的极性低于炔醇，但是有效成分更高，所以消泡力度略强；消泡剂3和4因为烃油结构和疏水颗粒成分，无论是针对大泡还是小泡，均表现出很强的消抑泡性能。摇瓶法偏重研究消泡剂的消泡性能，鼓气法偏重于研究消泡剂的抑泡性能。

用鼓气法研究了不同的消泡剂添加方式，由表1可以发现后添加方式比先添加方式的初始泡沫明显降低。后添加方式的消泡剂大量聚集于泡沫表面，破坏了气液界面的平衡。虽然在实际生产过程中以先添加方式为主，但试验结果给出了制备工艺改进的思路。

表1消泡剂在起泡液中不同测试方法和添加方式下的消泡性能

2.4相容性

表2是消泡剂与起泡液的相容性。由表2可见：消泡剂1与起泡液有很好的相容性；消泡剂2与起泡液相容性一般。与消泡剂1相比，消泡剂2中的有效成分含量为100%，远高于消泡剂1的25%.由此可见，对炔二醇改性的消泡剂与起泡液的相容性与其有效成分是成反比的。由表2还可见，消泡剂3和4与起泡液的相容性都很差，这与油的不相容性有关，加入起泡液中会形成部分乳化和部分漂浮，形成浑浊液。

结合图1和表1、2可知，消泡剂与起泡液的相容性越差，起泡液动态表面张力越高，消泡性能越好。

表2消泡剂与起泡液的相容性

2.5消泡机理

分子级消泡剂的加入，使起泡液的动态表面张力明显下降，铺展的同时会在界面上形成明显的表面张力差，使得液膜内应力不均匀，处于非平衡状态，从而帮助加快泡沫的衰减。因此从消泡机理上分析，适用于“架桥~铺展”机理。

有机消泡剂中的有机蜡或有机硅为疏水颗粒，当油桥形成时，疏水颗粒由于其疏水性和不能变形，会被泡沫膜和起泡液反润湿，最终油、水和空气三相界面相互连接，泡沫膜在消泡剂分散体表面穿孔而破裂，适用于“架桥~脱湿”机理；而具有降低表面张力作用的消泡剂，在油滴铺展的同时，油膜会在油~气、油、水界面形成不规则的泡沫膜结构，且不规则结构促使泡沫膜被逐渐拉伸变薄而破裂，符合“架桥~铺展”作用机理。因此有机消泡剂的消泡机理可以认为既适用于“架桥~脱湿”机理，又适用于“架桥~铺展”机理。

2.6消泡剂对水性丙烯酸胶黏剂乳液性能的影响

表3是在水性丙烯酸胶黏剂乳液中添加消泡剂后性能测试的结果。由表3可见：在水性丙烯酸胶黏剂乳液中，消泡剂1、2、3应用在涂布上没有任何缺陷，这说明这几种消泡剂在乳液中的轻微浮油对涂布性能没有影响；而消泡剂4因为在乳液中有大量浮油，随涂布迁移到基材表面，容易造成缩孔等缺陷。

表3消泡剂对水性丙烯酸胶黏剂乳液性能的影响

消泡剂的消泡能力与乳液的相容性成反比关系。消泡剂1和2与乳液的相容性最好，但因为部分溶解于乳液中，使消泡强度减弱；而消泡剂4与乳液的相容性最差，虽然具有极强的消泡性，但是因为过于疏水而难与乳液相容，所以容易造成表面缺陷。消泡剂3与乳液的相容性与消泡能力较为平衡，是最佳的消泡剂选择。

添加不同消泡剂后，水性丙烯酸胶黏剂乳液的D50粒径和D90粒径没有显著变化。热老化前后的黏度变化也在1mPa·s之内，在可接受的浮动范围。表明消泡剂的加入对水性丙烯酸胶黏剂乳液的粒径、黏度和热稳定性没有显著影响。

3结论

（1）在极短时间范围内，0.2%用量的消泡剂在起泡液中的动态吸附过程由扩散控制，扩散系数在10-5到10-6数量级。

（2）分子级消泡剂适用“架桥~铺展”的消泡机理，有机消泡剂对于“架桥~铺展”和“架桥~脱湿”消泡机理都适用。

（3）消泡性能测试方法中，摇瓶法偏重研究消泡剂的消泡性能，鼓气法偏重于研究消泡剂的抑泡性能。添加方式中后添加比先添加表现出更好的消抑泡性能。

（4）在水性丙烯酸胶黏剂乳液中，消泡剂与乳液的相容性和消泡能力成反比。消泡剂的加入对水性丙烯酸胶黏剂乳液的黏度、粒径和存储稳定性无显著影响。

表面张力仪测试添加消泡剂后起泡液、水性丙烯酸胶黏剂的变化（一）

表面张力仪测试添加消泡剂后起泡液、水性丙烯酸胶黏剂的变化（二）