Giải thích chi tiết về cơ chế khử bọt của chất khử bọt Organosilicon
I. Nguyên nhân gốc rễ của bọt ổn định
Sự tồn tại của bọt trong hệ thống nước thải chủ yếu là do sự hiện diện của các chất hoạt động bề mặt khác nhau trong nước. Những chất này tạo thành một-màng chất lỏng đàn hồi hai lớp xung quanh bong bóng. Lớp màng này có đặc tính tự phục hồi giúp bao bọc không khí một cách chắc chắn, khiến bong bóng tự phát khó vỡ. Kết quả là bọt tích tụ, nổi lên và tích tụ dẫn đến các vấn đề như tràn và bám dính vào tường. Sức căng bề mặt của dung dịch nước thông thường thường dao động từ 30 đến 45 mN/m, dẫn đến cấu trúc bong bóng ổn định khó loại bỏ nhanh chóng bằng các phương pháp thông thường.
II. Các thành phần cơ bản của chất khử bọt Organosilicon
Các chất khử bọt organosilicon công nghiệp phổ biến là các hệ thống phức hợp bao gồm ba thành phần cốt lõi, mỗi thành phần phục vụ một chức năng cụ thể:
Polydimethylsiloxan (dầu silicon):Thành phần hoạt chất chính, có sức căng bề mặt cực thấp và đóng vai trò quan trọng trong việc khử bọt;
Silic kỵ nước:Giúp xuyên qua màng chất lỏng bọt, nâng cao hiệu quả-phá bọt và cải thiện khả năng ức chế bọt lâu dài;
Chất nhũ hóa:Đảm bảo rằng dầu silicon kỵ nước được phân tán đồng đều trong suốt pha nước, ngăn ngừa sự kết tụ và tách pha, đồng thời làm cho công thức phù hợp cho các ứng dụng xử lý nước.
III. Quy trình khử bọt ba bước hoàn chỉnh-
1. Xâm nhập và lan rộng
Polydimethylsiloxane có sức căng bề mặt chỉ 18–21 mN/m, thấp hơn đáng kể so với màng chất lỏng tạo bọt. Ngoài ra, nó kỵ nước và chỉ tan ít trong nước. Khi một giọt chất khử bọt tiếp xúc với bọt, nó không hòa tan trong pha nước mà thay vào đó nhanh chóng lan ra và xuyên qua bề mặt bọt, buộc phải nhúng vào cấu trúc hai lớp của màng chất lỏng. Nó dần dần thay thế các chất hoạt động bề mặt được hấp phụ ban đầu trên màng, cho phép một lượng nhỏ chất khử bọt có thể bao phủ một vùng bọt lớn.
2. Mất cân bằng sức căng bề mặt và vỡ bọt
Khi chất khử bọt được nhúng vào màng chất lỏng, sức căng bề mặt cục bộ tại thời điểm đó sẽ giảm đáng kể, trong khi màng bọt xung quanh vẫn giữ được sức căng bề mặt cao hơn. Sự mất cân bằng này tạo ra các lực không đồng đều làm kéo dài và làm mỏng màng chất lỏng liên tục. Trong khi đó, các phân đoạn silicone kỵ nước phá vỡ sự sắp xếp có trật tự của các phân tử chất hoạt động bề mặt, khiến màng mất đi tính đàn hồi và khả năng tự phục hồi. Kết quả là màng chất lỏng vỡ ra, khiến không khí bị mắc kẹt thoát ra ngoài nhanh chóng. Kết quả là bọt xẹp xuống và tiêu tan nhanh chóng trên một diện tích lớn, tương ứng với sự biến mất tức thời của bọt được quan sát thấy trong các thí nghiệm-bình chia độ sau khi bổ sung chất khử bọt.
3. Khử bọt lâu dài-
Các thành phần silicon vẫn phân tán ổn định trong pha nước và liên tục hấp phụ các chất hoạt động bề mặt mới được tạo ra, ngăn chúng tái tạo màng bong bóng đàn hồi. Do đó, ngay cả khi khuấy và sục khí liên tục, sự hình thành bọt mới bị ức chế rất nhiều. Điều này cho phép ngăn chặn bọt lâu dài chỉ bằng một ứng dụng, không giống như các chất khử bọt tác dụng ngắn chỉ loại bỏ bọt hiện có.
IV. Ưu điểm cốt lõi của chất khử bọt Organosilicon
Liều lượng thấp và hành động nhanh chóng, với chi phí hóa chất xử lý nước không tăng đáng kể;
Độ trơ hóa học tuyệt vời, cung cấp khả năng chống lại axit, kiềm và cả nhiệt độ cao và thấp, làm cho các chất khử bọt này phù hợp với nhiều điều kiện nước thải công nghiệp;
Không có tác dụng phụ lên hoạt động của vi sinh vậttrong bể xử lý sinh học, đảm bảo quá trình xử lý nước thải tổng thể không bị ảnh hưởng;
Độ hòa tan trong nước thấp và tổn thất tối thiểu, cho phép sản phẩm kết hợp khả năng khử bọt hiệu quả với khả năng khử bọt-lâu dài, từ đó mang lại hiệu quả chi phí-tổng thể vượt trội.
