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摘要：介绍了聚醚改性硅油消泡剂的发展背景、分子结构和消破机理，简要概述了聚醚改性硅油消破剂的结构特征，讨论了消泡剂主要存在问题，同时提出了今后的研究方向。关键词： 消泡剂;研究进展;作用机理;发展趋势
泡沫无时无刻存在人们生活与生产之中，过量的泡沫会给生产、加工带来诸多不便，甚至会影响到产品的质量。目前，消泡剂在混凝土掺量的外加剂中，聚羧酸减水剂是混凝土配合比中的第五组分，成为混凝土中重要组成部分。由于聚羧酸母液本身具有很大的含气量，使混凝土产生气泡现象。若消泡剂与聚羧酸减水剂复配时，就会混凝土很多大气泡，有效缓解泡沫对混凝土的不良影响，提高生产效率，这些都是颇受关注的问题[1-4]。
1 消泡剂的发展背景
消泡剂发展历程中，主要分为四个阶段。
类消泡剂，主要是由各种有机物构成，如：脂肪酸、矿物油、脂肪酰胺、低级醇类等。这种消泡剂多数为天然物质，对环境污染小，价格低廉。由于消泡性能比较弱，对于大量泡沫的情况不能满足生产的要求[5]。
第二类是聚醚类消泡剂，分子通式为：CnH(2n+1)O(EO)a(PO)bH，聚氧乙烯基链段(EO)是亲水基;聚氧丙烯基链段(PO)是亲油基[6]。这种消泡剂抑泡性能好，、无刺激、并且具有良好的分散性。在实际生产中调节聚醚的相对分子量和聚醚链段中EO、PO的比例，来满足各个生产领域的需求。目前市场上存在的聚醚型消泡剂主要有直链聚醚、醚胺、脂肪醇聚醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、等聚醚衍生物[7-8]。
第三类是有机硅消泡剂[9-10]，这类消泡剂较前两者消泡性能更佳。通常，分子量较大的硅油在表面活性剂溶液中不溶，而对于小分子硅油很容易被表面活性剂分子增溶，从而改变了消泡剂的组成，使消泡性能减弱。对于硅油复配的的消泡剂，不溶于水也不溶于矿物质油中，因此抑泡能力较强，同时其也大大增强其破泡效果。由于Si-O键和Si-C键相对比较稳定，允许在含有少量酸、碱、盐的体系中使用。工业生产中常用的有机硅消泡剂，多数是在硅油中添加分散助剂制得的一类硅油二次加工制品，那些都属于液体混合物。混合物从外观和流动性主要分为硅膏型、硅油型、乳液型、溶液型和固体型五类[11]。
第四类消泡剂是聚醚改性硅油消泡剂[12]，在前几代消泡剂的基础上应运而生，力求把聚醚、有机硅的优点整合，将聚醚链段引入硅油链段上，具有更强的消泡、抑泡性能。聚醚改性硅油属于新型的特种有机硅表面活性剂，采用含有双键的聚醚与低含氢硅油通过加成反应而成，是一种性能独特的有机硅非离子表面活性剂，其既保留了硅油的耐高低温性、耐候性、脱模性、憎水性以及生理惰性等性能，又具有聚醚无刺激性、高表面活性及易于分散的特性，聚硅氧烷链段亲油，聚醚链段亲水，这就造就了聚醚改性硅油既能溶于水相也能溶于油相，因此可作为有机硅表面活性剂使用;聚醚链段还可以作为乳化剂使乳液的性能保持稳定，有很好的分散性能。因此，聚醚改性硅油在水体系中有持久的消泡效果。由于聚醚改性硅油具有良好的耐热性，抗剪切性及耐酸、碱性能，且无味、储存稳定，因而被广泛应用，尤其是在硅油消泡剂难以解决时进行应用。
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PESO主要的聚醚改性硅油结构有五类：AB型、ABA或BAB型、(AB)n型、侧链型以及支链型[18]，A、B分别表示聚硅氧烷链段和聚醚链段。其中Si-O-C型是硅油与聚醚缩合，属水解型，有文献研究[19]表明即使水解，在消泡性能方面依然很显著。其典型分子结构如下所示(式中R=H、烷基、酰氧基等)：
PESO消泡剂结合了聚醚的水溶性和有机硅低表面张力特点。它具有聚醚链段中亲水性基团EO，疏水性基团PO，适当调节两者比例，就会有很强的低表面张力，形成很强的消泡能力，会增大混凝土表面吸水率、表层碳化深度，从而整体改善混凝土的表层性能。
4 PESO 消泡剂存在的问题
我国在上个世纪七十年代以后，开始从事于聚醚改性硅油的开发和应用，克难攻坚，但消泡剂产业起步较晚，国产消泡剂的更新换代还是不能跟上工业发展的步伐。国内对于Si-C型聚醚改性硅烷的供应主要是依靠进口这一渠道，因为相比于国外的Si-C型聚醚改性硅油的研究，我国对其进行的研究则要匮乏很多，基本上没有新的产品和新的工艺出现，一方面是因为，能够生产特种聚醚和特种含氢硅油的厂家较少，产品原料的选择有限;另一方面是因为，采用聚醚改性硅油工艺合成路线还是传统的合成工艺，因此产品的转化率较低，产物中交联产物较多，产品质量较差，其经济效益难有保障。
按照原有的合成工艺制备聚醚改性硅油，加成反应中催化剂氯铂酸成本会很高，反应条件很苛刻。若反应中催化剂用量少，反应中副反应很难控制，产物外观颜色会加深且需要延长反应时间;反应中的溶剂(甲苯与异丙醇)对环境及人体危害性较大，若溶剂残留同时会使产物的表面张力升高，此外，为了去除反应剩余的溶剂还需要额外的处理过程，设备复杂。
目前市场上有琳琅满目的消泡剂品种，大多消泡剂消泡效果尚可，抑泡作用不强，使顾客花费了金钱，却达不到想要的消泡效果，以致于令应用上不敢放心地使用或干脆放弃消泡剂的使用。平时掺入混凝土中的许多外加剂都有一定的引气作用，引入的气泡对混凝土的强度产生一定的副作用，好的消泡剂掺入混凝土中抑制或混凝土中过多或有害气泡，可以解决既能消泡性能，又能抑泡性能的消泡剂来提高混凝土密实度，从而提高混凝土强度，则无疑是十分重要与迫切。
5 聚醚改性硅油消破剂的发展趋势
随着PESO消泡剂研制工作持续进行，涌现出许多新的活性消泡组分，使得对复配消泡剂的反应机理及各组分的协同效应研究更加深入。因此成分单一、经济效益差的消泡剂将逐渐被多功能、率的复配型消泡剂所取代，这将会是消泡剂市场的未来趋势。
在原有PESO基础上引入新的基团，如-NH2(氨基)、Cn(H2O)m(糖类)及C6H5COC6H5(二苯甲酮)和-COOH(羧基)，可赋予PESO更多反应性和多功能性。随着世界范围内清洁生产的呼声越来越高，开发、绿色、多功能表面活性剂新品种成为PESO消破剂发展的主导方向。
消泡剂，又称为抗泡剂，在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂，广泛应用于涂料生产、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。消泡剂的种类很多，有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的，具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至如高温、强酸和强碱的苛刻介质环境。
泡沫有什么危害
生产中危害：涂料在生产搅拌调和的过程中往往会剧烈发泡。发泡引起体积膨胀，使调和设备的利用率降低。而且起泡限制了搅拌速度，使调和时间延长，而且还会使颜料与填料不能充分润湿。
包装中危害：调和制作后即可注入包装桶中，连续注入的生产线是按体积而不是按重量注入的，起泡使桶不能装满，而且因泡沫在逐渐破灭，又将使得注入桶中的重量不均、干扰连续包装。
施工中危害：涂料在涂装过程中，泡沫会引起表面缺陷，例如在涂膜上出现陷穴，即气泡要到涂料干燥、成膜时才破灭，使涂膜上出现小孔或称为鱼眼。
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