Cómo hacer antiespumante

La formación de espuma en las películas de revestimiento puede provocar la aparición de defectos superficiales como ojos de pescado, cráteres o perforaciones. Para evitar que vuelva a producirse, los formuladores utilizan aditivos antiespumantes y antiespumantes; sin embargo, su selección y evaluación requieren un conocimiento profundo de su mecanismo de acción en los distintos sistemas de recubrimiento.

Un antiespumante eficaz debe ser soluble en el medio espumante, penetrar rápidamente en las láminas de espuma y extenderse rápidamente a lo largo de la interfaz gas-líquido.

Polidimetilsiloxano (PDMS)

El PDMS es un material económico y biocompatible con múltiples usos en microfluídica. Puede adherirse a polímeros, vidrio y componentes metálicos para formar dispositivos embebidos; utilizarse como membrana de bombeo electroosmótico e incluso modelarse mediante fotorresistencia para formar canales microfluídicos.

Para solucionar este problema, el PDMS puede oxidarse mediante plasma de oxígeno, abriendo grupos hidroxilo en su superficie que reaccionan con vapores de cloruro de sililo para formar grupos terminales con los que reaccionan los agentes antiespumantes. Como resultado, los agentes antiespumantes que reaccionan con esta superficie presentan una menor formación de espuma e inhibición que los aditivos antiespumantes de silicona tradicionales, además de ser no tóxicos, fáciles de dispersar y térmicamente estables en comparación con sus homólogos de silicona.

Aceites de silicona

Los aceites de silicona se basan en las diferencias de gravedad específica entre el humor acuoso y el aceite de silicona para su mecanismo antiespumante. La mayor gravedad específica del humor acuoso hace que se hunda dentro de las cavidades vítreas, mientras que la menor gravedad específica del aceite de silicona hace que flote, creando lo que se conoce como fuerzas de flotación que lo elevan hacia arriba.

Los aceites de silicona de grado médico pueden ser eficaces agentes antiespumantes, ya que son más ligeros que el agua y alteran la tensión superficial para hacer estallar las burbujas de espuma. Además, no son tóxicos y se disuelven fácilmente en soluciones acuosas.

Los antiespumantes a base de silicona requieren altas concentraciones de siliconas que pueden ser tóxicas y perjudiciales para la salud humana, mientras que los aceites vegetales como el de jojoba tienen capacidades antiespumantes similares pero con una eficacia mucho menor; además, su bajo contenido en agua hace que la dispersión sea más difícil de lo esperado.

Aceites minerales

Los aceites minerales son mezclas incoloras e inodoras de alcanos superiores derivados de fuentes minerales que se producen como subproductos de la transformación del crudo en productos petrolíferos. Históricamente, también se conocían como aceite blanco o parafina debido a la imprecisión de su nombre, que reflejaba que, a menudo, los comerciantes no necesitaban o no deseaban conocer con exactitud la composición de cada aceite mineral que se vendía o utilizaba como mercancía (Merriam-Webster data el primer uso de "aceite mineral" en 1771).

El aceite mineral puede refinarse aún más para usos industriales con el fin de eliminar los aditivos que podrían ser perjudiciales para el consumo humano, produciendo lubricante mineral refinado adecuado para productos alimenticios y farmacéuticos que podrían entrar en contacto con alimentos, incluyendo cualquier posible problema de contacto accidental con alimentos.

Los aceites minerales de calidad alimentaria son aceites generalmente insípidos e inodoros solubles en agua que proporcionan una excelente protección contra la corrosión, por lo que son seguros para estar en contacto directo con la piel. Además, ayudan a mantener a raya la deshidratación al actuar como una barrera protectora que limita la pérdida de agua transepidérmica.

Antiespumante soluble en agua

Los antiespumantes solubles en agua ofrecen excelentes propiedades antiespumantes y pueden fabricarse mezclando un compuesto orgánico de silicio modificado con poliéter con alcoholes inferiores, tensioactivos y sílice. En comparación con los aceites minerales tradicionales, este antiespumante ofrece las ventajas de la predispersión y requiere menos energía para su incorporación a los sistemas de revestimiento.

Los agentes antiespumantes actúan permaneciendo insolubles en el medio espumante e impidiendo la asociación estrecha entre moléculas en la superficie de la película, impidiendo así que los tensioactivos con estabilización de espuma restauren la elasticidad de la película a través de los efectos Marangoni y evitando así la formación de espuma. Además, los antiespumantes actúan favoreciendo el drenaje de la película líquida de las burbujas de espuma para que revienten.