起泡與消泡是相互對立的。凈洗液、滅火機(jī)、啤酒、飲料以及泡沫塑料等行業(yè)都離不開泡沫來制造各種泡沫制品，而紡織、食品、醫(yī)藥、涂料等行業(yè)都要想方設(shè)法在生產(chǎn)過程中來消除泡沫。

泡沫是指空氣、二氧化碳等氣體分散在水、油、漿液、染色液等液體中的分散體，氣體是分散相，液體是分散介質(zhì)的氣一液相分散體系。泡沫有兩種聚集態(tài)，一種是稀泡，氣泡間的相互作用力弱， 不會聚集成泡沫；另一種是濃泡，濃泡的泡沫是密集的，濃泡才是真正的泡沫。通常向漿液、染液等分散體中加入少量的某種物質(zhì)， 以達(dá)到抑制泡沫的產(chǎn)生，這種物質(zhì)稱作“消泡劑”。

1 、泡沫產(chǎn)生機(jī)理

氣泡和泡沫是日常生活中常見的現(xiàn)象。氣泡與泡沫是由于表面作用而生成的。泡沫的產(chǎn)生是由于氣體分散于液體中形成氣-液的分散體，在泡沫形成的過程中，氣．液界面會急劇地增加， 因而體系的能量增加，其增加值為液體表面張力Y與體系增加后的氣．液界面的擊積A的乘積，為Y×A，應(yīng)等于外界對體系所作的功。若液體的表面張力Y越低則氣一液界面的面積A就越入泡沫的體積也就越火，這說明此液體很容易起泡。水因其表面張力高(72．8mN／m)而不易產(chǎn)生泡沫，而表面活性劑就具有明顯降低水的表面張力的能力。如把十二烷基硫酸鈉Cl：H 25SO4Na加入水中，能把水的表面張力從72．8mN／m降至

39．5mN／m，因此洗滌劑中常加有C12H25SO Na以增加泡沫的穩(wěn)定性。所以，氣泡與泡沫是由表面作用形成的，當(dāng)不溶性氣體被液體所包圍時，形成一種極薄的吸附膜，由于表面張力的作用，膜收縮為球狀形成泡沫，在液體的浮力作用下氣泡上升到液面，當(dāng)大量的氣泡聚集在表面時，就形成了泡沫層。

在經(jīng)紗上漿過程中調(diào)漿桶或漿槽中之所以產(chǎn)生泡沫，是因?yàn)闈{液中的氣體與漿液連續(xù)充分地接觸，由于氣體是分散相(不連續(xù)相)，漿液是分散介質(zhì)(連續(xù)相)，氣體與漿液的密度相差很大，所以在漿液中，泡沫很快上升到漿液表面，此時如漿液的表面張力小，漿液中的氣體就沖破液面聚集成泡沫。由此可見，泡沫的產(chǎn)生必須具備三個條件：只有氣體與液體連續(xù)又充分地接觸時，才能產(chǎn)生泡沫；當(dāng)氣體與

液體的密度相差非常大時，才能使液體中的泡沫能很快上升到液面，久而久之就形成泡沫；表面張力愈小的液體愈易起泡。 ‘

當(dāng)前，在生產(chǎn)實(shí)踐中，泡沫有時發(fā)生在調(diào)漿過程中，有時在調(diào)漿時不起泡，而在漿紗過程中漿槽中產(chǎn)生泡沫。根據(jù)我們長期以來深入生產(chǎn)現(xiàn)場的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)在下述情況下漿液易產(chǎn)生泡沫。

(1)使用部分醇解PVA．1788時調(diào)漿過程中會產(chǎn)生大量泡沫，稍不注意泡沫就會溢出調(diào)漿桶，造成定積不正，漿液成分變化，這個問題早已有成熟的解決辦法。目前常見的是使用完全醇解PVA．1799與低聚合度(500)的部分醇解PVA (如0588，BP05A，UP05，PVA805等)混用，且在這些部分醇解PVA中有的也加了消泡劑，但時常仍有起泡現(xiàn)象，致使用戶敬而遠(yuǎn)之，不敢使用。而PVA．205MB無此情況出現(xiàn)，這是因?yàn)槭褂玫氖且环N高效的、專一性的消泡劑，所以長期使用以來用戶沒有反映過有起泡的問題。

(2)有的地區(qū)水質(zhì)不佳，水中含有各種無機(jī)鹽，煮漿時會分解出CO2氣體，聚集成濃泡形成泡沫。

(3)在使用某些漿料時，遇有下列情況也易產(chǎn)生泡沫：

①漿料配方中(包括組合漿料中)配有CMC(羧甲基纖維素鈉鹽)，使用后漿液粘度增加，一旦形成泡沫，液膜就不易破壞。

② 目前較多的組合漿料中或所謂的固體漿料中為達(dá)到穩(wěn)定和降低粘度以適應(yīng)“兩高一低”工藝路線，普遍在這些固體漿料中加入尿素、白砂糖等物質(zhì)，會增加漿料起泡的可能性。

③淀粉漿中如蛋白質(zhì)含量高會產(chǎn)生泡沫，但目前有些企業(yè)使用的變性淀粉由于改性劑使用不當(dāng)也會出現(xiàn)漿液的起泡。

(4)某些新型漿紗機(jī)容積小，如Sucker$432型漿紗機(jī)的漿槽容積只有150L，漿槽與預(yù)熱漿箱連為一體，采用全幅瀑布式溢流，這樣易引起漿槽與預(yù)熱漿箱落差大，溫差大，造成在漿槽中產(chǎn)生泡沫。

(5)調(diào)制漿料時操作工投料快、升溫也快，調(diào)漿過程中常會產(chǎn)生起泡，有時甚至較嚴(yán)重。

(6)漿料配方中含有較多量的表面活性劑，低表面張力的陰離子表面活性劑起泡性很高，表面活性高、起泡力又強(qiáng)的表面活性劑泡沫穩(wěn)定、不易消失，如某漿料廠生產(chǎn)的固體丙烯酸類漿料用戶使用后反映經(jīng)常起泡就是這個原因。

此外，回漿使用不當(dāng)，漿液堿性過低，用漿時間過長，上漿溫度忽高忽低等均會造成漿液起泡，這些問題都有了相應(yīng)的解決辦法。當(dāng)今社會科技發(fā)展迅速，隨著科技的進(jìn)步，對漿液起泡現(xiàn)象的研究也會

不斷深入下去。

2 、消泡機(jī)理

消除泡沫火致有兩種方法：即物理方法和化學(xué)方法。用改變溫度、避免強(qiáng)沸、減小壓力和降低攪拌速度等這些物理方法都能抑制泡沫的產(chǎn)生，這里重點(diǎn)討論的是用消泡劑來消泡的化學(xué)方法。

簡單地說，凡是加入少量物質(zhì)能使泡沫很快消失的此類物質(zhì)稱為“消泡劑”。消泡荊大多數(shù)屬于表面活性劑類型，美國膠體化學(xué)家羅斯對添加了各種表面活性劑的起泡體系進(jìn)行試驗(yàn)和觀察，發(fā)現(xiàn)了消泡

劑在起泡液中溶解性與消泡效力的關(guān)系，提出了一種假說。

2．1 擴(kuò)展系數(shù)（S)與浸入系數(shù)(E)

判斷消泡劑能否在泡沫液膜上擴(kuò)展，哈金斯認(rèn)為，當(dāng)S>0時，消泡劑能在泡沫液膜上擴(kuò)展，而當(dāng)S<0時，則不能在泡沫液膜上擴(kuò)展。另一學(xué)者魯賓遜認(rèn)為，當(dāng)E<0時，消泡劑能夠進(jìn)入泡沫液膜，而當(dāng)E<0時，消泡劑則不能進(jìn)入泡沫液膜。于是羅斯提出一種假說：

(1)當(dāng)浸入系數(shù)E和擴(kuò)展系數(shù)S都大于零時，即E>0，S>0時，消泡劑才能進(jìn)入泡沫液膜，能起到消泡作用。因?yàn)橹挥性谌苜|(zhì)處于不溶解的狀態(tài)下，才能聚集為分子團(tuán)即一個微滴。羅斯認(rèn)為，當(dāng)消泡劑的分子團(tuán)即微滴與泡沫液膜接觸時，首先應(yīng)該是浸入，浸入之后，在泡沫液膜上擴(kuò)展，使液膜局部變薄最終斷裂，導(dǎo)致氣泡合并或破滅(見圖1)，

因?yàn)榕菽ナ诺倪^程，是分散體的液膜由厚變薄、直到破裂的過程。

(2)當(dāng)E<0，S<0時，微滴既不能浸入更不可能擴(kuò)展。

(3)當(dāng)E>0，S<0時，微滴只能浸入泡沫液膜，但不能擴(kuò)展，微滴呈棱鏡狀。

(4)當(dāng)E<0，s>0時，微滴不能浸入泡沫液膜，就談不上擴(kuò)展。

由此可知，只有當(dāng)浸入系數(shù)E和擴(kuò)展系數(shù)S的表面張力都為正值時，消泡劑的分子團(tuán)即微滴既能浸入泡沫液膜也能在泡沫液膜上擴(kuò)展，使液膜逐步變薄而破裂。

2．2 降低泡沫穩(wěn)定性

此外，消泡劑必須能夠降低泡沫的表面彈性和表面粘度，從而降低泡沫的穩(wěn)定性，也是消泡理論的另一重要論述。

(1)消泡劑使泡沫液膜局部表面張力降低而消泡。因消泡劑微滴的表面張力比泡沫液膜的表面張力低，當(dāng)消泡劑加入到泡沫體系中后，消泡劑微滴與泡沫液膜接觸，可使此處泡沫液膜的表面張力減低，其他泡沫周圍液膜的表面張力幾乎沒有發(fā)生變化。這樣，表面張力降低的部分，被強(qiáng)烈地向四周牽引、延展，最后使泡沫破裂而達(dá)到消泡的目的。

(2)消泡劑破壞液膜彈性，使液膜失去自修作用而消泡。液膜的彈性通常是影響泡沫穩(wěn)定性的重要因素之一。一般來說，氣泡的破裂都是由氣泡壁上最薄的那一點(diǎn)開始的，當(dāng)這一薄點(diǎn)伸縮時，薄點(diǎn)上的表面活性劑濃度就降低，引起此處液膜的表面張力升高，這就產(chǎn)生了指向薄點(diǎn)的作用力而使得氣泡壁上薄點(diǎn)周圍的液體被拉向薄點(diǎn)受伸縮的區(qū)域，防止了該點(diǎn)進(jìn)一步變薄。這種現(xiàn)象被稱作為Marangoni效應(yīng)。如果泡壁上薄點(diǎn)的表面活性劑濃度的變化不是通過Marangoni效應(yīng)，而是通過液相表面活性劑分子的遷移，則氣泡就會破裂。事實(shí)上，通常還是氣泡膜的彈性效應(yīng)在起主要作用，使膜失去彈性因而使液膜失去自修復(fù)能力而被破壞。

(3)消泡劑使液膜粘度降低，縮短泡沫壽命而消泡。泡沫液膜的表面粘度高會增加液膜的強(qiáng)度，減緩液膜的排液速度，降低液膜的透氣性，阻止泡內(nèi)氣體擴(kuò)散等，延長了泡沫的壽命而起到穩(wěn)定泡沫的作用。

聚醚型表面活性劑在低溫時醚鍵與水會形成氫鍵，這些氫鍵的產(chǎn)生使液膜的粘度增加。若用不會產(chǎn)生氫鍵的消泡劑，將能產(chǎn)生氫鍵的穩(wěn)泡劑從液膜表面取代下來，就會減小液膜的表面粘度，使泡沫液膜

的排液速度和氣體擴(kuò)散速度加快，從而減少泡沫的壽命而消泡。

3 、消泡劑應(yīng)具備的性質(zhì)和種類

消泡劑應(yīng)具有以下性質(zhì)：消泡力強(qiáng)，用量少；加到起泡體系中不能影響體系的基本性質(zhì)；表面張力??；擴(kuò)散性、滲透性好：化學(xué)性穩(wěn)定，耐氧化性強(qiáng)，耐熱性好：無生理活性，安全性高。

必須指出，一種消泡劑只能對某一種體系或數(shù)種體系的泡沫有效，因此，在選用消泡劑時，必須選用對自己行業(yè)適用的消泡劑。對紡織行業(yè)而言，能適用的消泡劑種類有醇類、醚類、胺類、金屬皂類和聚硅氧烷類，常用的是聚硅氧烷類和有機(jī)類消泡劑兩大類。前者是最通用型消泡劑，后者是一組品種繁多的有機(jī)化合物，很難從化學(xué)結(jié)構(gòu)上予以分類，只能按用途進(jìn)行分類。紡織常用消泡劑見表1。

4 、消泡劑在紡織行業(yè)中的應(yīng)用

如上所述，硅氧烷類消泡劑是公認(rèn)的通用型消泡劑，因?yàn)樗哂幸韵绿匦裕罕砻鎻埩Φ?，揮發(fā)性低；在一般情況下是化學(xué)惰性體；不溶于水和許多有機(jī)溶劑；低毒或無毒。傳統(tǒng)的硅氧烷系消泡劑都是水包油型的乳劑，用于水基泡沫體系，一般都是聚二甲基硅氧烷與硅膠的復(fù)配物，如果不含硅膠則消泡劑的抗泡能力就非常低，尤其是對于那些水基泡沫體系效能就更差?；诠柩跬轭愊輨┚哂袃?yōu)良的應(yīng)用性能，使它在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用面比其他消泡劑廣泛得多。特別是近20年里，一系列新型的硅氧烷類消泡劑已不斷被開發(fā)出來，如二甲基氧烷和烯烴環(huán)氧化合物的共聚物消泡劑，聚氧乙烯聚硅氧烷消泡劑和聚硅氧烷聚醚嵌段型共聚物消泡劑等，為解決起泡問題提供了新的武器。

有機(jī)消泡劑品種繁多，并具有專用性，也就是說，為某一特定的泡沫現(xiàn)象所設(shè)計出的有機(jī)消泡劑不能應(yīng)用于其他情況。目前，工業(yè)上所用的有機(jī)消泡劑，有油脂糞、脂肪酸酯類、聚醚類。

5、結(jié)束語

泡沫是紡織生產(chǎn)中的一個難點(diǎn)問題。棉紡織行業(yè)在經(jīng)紗上漿中發(fā)生漿液起泡的情況屢見不鮮，造成的原因又是多方面的，只有了解泡沫產(chǎn)生的機(jī)理，掌握各種類型消泡劑的特性，有針對性地選用能減少經(jīng)紗上漿過程中漿液起泡的消泡劑，才能抑制泡沫的產(chǎn)生，達(dá)到提高漿紗品質(zhì)的目的。