泡沫是人们生活和工作中经常见到的现象，泡和泡沫有时可以利用，如制造泡沫塑料和泡沫陶瓷，但有时又必须消除，因为给工业生产带来很大的危害，例如降低机器的工作效率，延误劳动时间，影响产品的质量等。消除有害泡沫的方法主要有物理机械法如高压水和蒸汽冲泡等和化学消泡法（即使用化学消泡剂）。由于物理方法的消泡不能治本，因而化学消泡剂颇受青睐。用来消除泡沫的化学物质可以是单质也可以是混合物，这类物质统称消泡剂。目前，消泡剂已日益渗
透到国民经济的各个领域中，包括涂料、造纸、纺织、发酵、污水处理、印染、洗涤、金属清洗、石油开采和炼制、乳液聚合等中。为了消除或抑制泡沫，必须加入一定的消泡剂。实践经验证明：没有通用于各行业的消泡剂，在涂料中能应用的消泡剂在造纸上不一定能用，有时会出现相反的结果，消泡剂变成起泡剂。同时，在同一个行业的各个工序中用的消泡剂也可能不一样，例如造纸工业中的制浆和抄纸各工序中用的消泡剂就不一样。这些特性决定了消泡剂品种的多样性。
2．泡沫的性质及危害
2.1泡沫的定义
泡沫的定义不同的国家不同的学者有不同的观点，一般分为以下几种： 1：“气 /液”粗分散体，即大量的气泡被分散在少量的液体所分散； 2：当气泡之间只有几个 um厚度的液膜隔开的时候即为聚集的泡沫3：DowCorning公司的 Smith提出体积密度接近于气体，而不接近于液体的气 /液分散体；
4：日本 Shin-Etsu公司的伊藤光一提出液体容积比气体容积大的时候，气泡基本上球形，彼此间作用很弱，真正的泡沫是密集的，形成泡沫时液体成为薄膜，构成多面体而堆积起来。
2.2泡沫的分类
（1）按照寿命来分，可以将泡沫分为短暂泡沫（如海水泡沫）和持久性泡沫（如皂角、啤酒等中的泡沫）；
（2）按照产生泡沫的稳定性来分，可以将泡沫分为稳定泡沫和不稳定泡沫。
2.3泡沫的形成机理与稳定性
泡和泡沫是由于表面作用而生成的。大量的气泡集在表面时，就形成了泡沫层。一般纯液体不会起泡，起泡的都是溶液，表面张力越低的液体，越容易起泡。在含有表面活性剂的水中搅拌时，空气进入溶液中，水中的空气被周围的液体包围而形成水中气泡，此时表面活性剂的疏水基伸向气泡的内部，而亲水基伸向液体，形成一种极薄的吸附膜。由于密度较小的缘故，气泡总是上升至液面，形成双分子膜溢出液面，双分子膜对气泡具有保护作用，从而使得气泡稳定。泡沫是一种大量气泡分散在液体连续相中的分散体系，其分散相为气体。在
气泡的表面吸附着一层定向排列的表面活性剂分子，当其达到一定的浓度时，就在气泡壁形成一层薄膜，使其表面张力降低，从而增加了气液接触面。因此，形成了不易合并的气泡，而暴露在空气中的气泡膜具有双分子膜结构。消泡剂就是要破坏或抑制气液间薄膜的形成。因此，消泡剂必须在溶液表面易于铺展，易进入泡沫的双分子定向膜，破坏膜的力学平衡而达到消泡的目的。在泡沫生成时，液体的表面积增加，体系能量增加；泡沫破坏时，液体表面面积缩小，体系能量降低。从能量的角度讲，降低液体的表面张力有利于泡沫的形成，不过低表面张力却不一定有助于泡沫的稳定。只有当液体膜具备一定强度，
能形成多面体气泡时，低表面张力才有利于泡沫的稳定。
影响泡沫的稳定性的因素分析：
（1） 低表面张力。表面张力越低越容易形成泡沫；
（2） 表面活性剂的浓度。表面活性剂的浓度越高，在泡沫表面聚集越多，泡膜强度也就越大；
（3） 泡沫本身的大小。
根据公式T=K/D2式中，T为泡沫的寿命；D为泡沫的平均直径；K为校正系数。由此式可以看出，泡沫越小，泡沫的寿命越长，稳定性也就越高。
2.4泡沫产生的原因
起泡的原因主要分为以下几个方面：
（1） 表面活性剂的使用。纺织工业的柔软剂、润滑剂、抗静电剂、匀染剂、渗透剂、精练剂、上浆工序等通过精细化学品达到某种目的的领域中，再如油田采油过程中为了充分冷却钻头，提高采油率而采用钻井液等等。
（2） 高分子化合物的使用。造纸工业中的抄纸工序，纸浆中含有助留剂、助滤剂、增强剂等高分子助剂，它们在白水封闭循环时容易产生易吸附在细小纤维上的细泡。另外，乳液聚合工艺由于是单体生产聚合物的过程，而产物是在乳化剂的存在下分散在水中。涂料工业中的成膜物质如苯丙乳液的存在也是很容易产生危害的泡沫，这些危害的泡沫不消除会在涂层上留下“针孔”、“鱼眼”等
弊病。
（3） 本身具备一定的消泡能力，但是起泡速度大于消泡速度。例如非离子表面活性剂 TX-10，由于本身具备一定的浊点（cloudpoint），在浊点以上时TX-10能消泡，但是由于本身起泡能力较强，因而水溶液的总体表现是起泡的。
（4） 由于体系较稠，而且生产或加工过程中用到搅拌，此时会由于空气的进入而产生气泡。例如石油加工过程中的延迟焦化工序，通过延迟焦化产生大量的轻组分，达到充分利用的目的。
（5） 体系本身在发生化学反应时，产生一些气体分子，如石油炼制过程中的脱硫工序就是产生硫化氢气体，但是由于本身体系较稠，硫化氢气体难以及时溢出或排除。这种过程有时也称为脱气或吸气过程。
2.5体系气泡后物理性质的变化
（1） 体积发生膨胀，5~10%的淀粉溶液，搅拌后体积可以扩大 5倍，肥皂中的表面活性剂的则可以使得体积扩大 10倍；
（2） 相对密度降低；
（3） 气体在液体中的停留的时间延长，泡沫在液体中是呈上升趋势的，液面上的泡沫消不掉，液体内部的泡沫就上不来。
2.6泡沫的危害及消泡的意义
泡沫是人们生活和工作中经常见到的现象，泡和泡沫有时可以利用，如制造泡沫塑料和泡沫陶瓷，在食品加工过程中的蛋糕就是利用泡沫的作用产生蓬松的状态。但有时又必须消除，因为给工业生产带来很大的危害，主要如下：
（1） 减小生产能力；
（2） 由于泡沫的产生，而致使反应物料溢出反应釜，引起原料的浪费；
（3） 由于原料之间的碰撞不充分，延长了反应周期；
（4） 引起产品质量的下降；
（5） 造成操作被动，泡沫的产生使得生产无法正常进行。
因此，消除有害泡沫有着重要而积极的意义，它对于提高劳动生产率，新产品新技术工艺的推广使用都很有用。
4．泡沫的消除及消泡剂的发展
4.1泡沫消除的一般方法
消除有害泡沫的一般方法有以下几种：
（1） 排除气泡产生的原因：（a）避免不必要的气液接触；（b）除去不必要的助泡物质，它又包括不使助泡物质进入体系、使用离子交换树脂、吸附或过滤、沉降及离心方法等。
（2） 物理方法。物理方法包括改变体系的温度（如在泡沫上方设置红外灯、电阻丝、辐射热等热源）、改变体系的压力（如加压、减压、在起泡液周围加热）、利用高频声波（如超声波）、利用高能辐射。
（3） 机械方法。机械方法主要通过搅拌、流动喷射、针辊刺破等方法。
（4） 化学方法。化学方法即使用化学添加剂以抵触助泡物质的作用，或添加与助泡物质起反应的物质，它包括添加型号相反的表面活性剂，以抵触助泡物质的物理作用、添加使助泡物质凝固或沉降的物质、改变体系的 pH、喷吹低表面张力的物质、添加消泡剂。从工业操作的可行性以及实际效果来说，消除危害泡沫的方法一般采用化学方法，向起泡体系中添加消泡剂，通过促使泡膜张力的不平衡消除泡沫。
4.2消泡剂的发展过程
消泡剂的发展经历了几代，最早是以动植物油为消泡剂。由于我国消泡剂研究得较晚，现在还有部分糖厂用动植物油作为消泡剂。20世纪 60年代出现聚醚型第二代消泡剂，它是分子量较低的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段的聚醚。第三代消泡剂是以二甲基硅油为主体的有机硅消泡剂。硅油分子由 Si-O-Si无机链和甲基乙基等有机基团组成，因而具有比较特殊的化学性质，例如低表面张力、水溶解性低、挥发性低、无生理毒性和本身不会对环境产生污染等，也就是这些特性使得有机硅消泡剂能广泛应用到各行各业中去。目前，国内基本集中于这一代消泡剂上的研究和应用。国外出现的第四代消泡剂是含有硅聚醚（主要是侧链型的）的水溶性有机硅消泡剂。第五代含氟消泡剂，氟类消泡剂具有大幅度降低水和溶剂表面张力的特性，在强酸和强碱介质中不会发生分解，也可在高温条件下使用。
氟烷基兼备憎水和憎油的特性，是它在水性体系和油性体系中都能适用的根本原因。这种消泡剂在美国道康宁和日本信越公司早有开发。由于价格昂贵，在国内还没有投入生产和应用。
我国对消泡剂的研究起泡晚，50年代中期，对发酵、造纸和锅炉等工业的消泡问题进行了探索性研究。60年代，才开始对润滑油、传动油的消泡问题进行系统研究。后来又进行了造纸、印染、发酵、天然气脱硫、混凝土等方面的研究。70年代以来，我国开始了聚醚型消泡剂的研究。随着聚醚工业的发展，我国的聚醚型消泡剂得到飞跃的发展。国内近几年消泡剂的发展速度加快，一是增加了品种，填补了国内空白，如传动油消泡剂等；二是复合剂发展比较快。90年代，国内复合剂已达几十种，基本满足国内需要。但是，总体看来，国内消泡剂由于起步晚，发展远不如国外。因此，现在很多行业的消泡剂产品都被国外垄断，价格非常高。
4.3消泡剂的分类
消泡剂按状态分主要有油型、溶液型、乳液型、粉末型和复合型。无论是哪
种类型的消泡剂，除了对发泡体系的特殊要求外，均应具备下述性质：（a）消泡能力强，用量少；（b）加到起泡体系中不影响体系的基本性质；（c）表面张力小；（d）与表面的平衡性好；（e）扩散性好，渗透性好；（f）化学稳定好、耐氧化性强；（g）无生理活性，安全性高。
消泡剂按活性组分可以分成以下三类：有机硅、非硅类和聚醚型的。
（1）有机硅。活性组分为甲基硅油和苯甲基硅油等。按状态又可以分为油型、溶液型、乳液型和粉末型。其中以乳液型使用面广，用量大。硅类消泡剂的主要优点是高效、挥发性低、抗氧化性低、无毒、无味和无副作用等。有机硅类消泡剂的主要缺点是价高、乳化难。在织物染色工业中因泡沫非常细密，极难消尽。若硅油乳化不完全，则易在布面上产生“硅斑”，从而影响染色效果。但是这些致密的泡沫一般只能采用硅油的消泡剂，这类消泡剂主要考虑到稳定性和消泡性能的关系。
（2）非硅类。非硅类消泡剂是主要以脂肪酰胺、磷酸酯、醇、醚、酯等有机化合物为主的消泡剂。它的优点是扩散系数大、破泡能力强。主要的缺点是抑泡能力稍差。非硅消泡剂的消抑泡效果不及有机硅消泡剂，这主要是由于这类物质的表面张力不如有机硅低。这类消泡剂的最显著的特点是安全，因此在电路板清洗、钢板清洗、涂料、油墨等工业中广泛应用。
（3）聚醚类。聚醚类消泡剂主要分为直链聚醚（EO、PO）和起始剂为醇、胺或酯的聚醚衍生物。通过调节 EO和 PO的数量比值及分子量，能改善其水溶性和油溶性，EO含量大的亲水性好，PO含量大的亲油性好。聚醚能大大降低起泡液的表面张力，迅速分散泡沫，有良好的消泡和抑泡能力。这类消泡剂在豆制品加工、发酵等行业中应用较为广泛。
4.5消泡剂使用时的注意事项
消泡剂在使用时要注意以下几个方面：
（1）消泡剂的使用量应当适量，要找出使用量的最佳量，一般用量以最低量为佳；
（2）消泡剂即使不分层，在使用前最好都要搅拌均匀。若使用前分层，则必须搅拌均匀；
（3）消泡剂使用前不必稀释，可直接使用。对于乳液消泡剂而言，如要稀释，最好用含增稠剂的水溶液（1~2%）稀释。否则会出现分层，影响消泡效果。
（4）不同的环境应使用不同的消泡剂，因为各个环境体系中的温度、PH、起泡物质不一。