Comment fabriquer un agent anti-mousse

La formation de mousse dans les films de revêtement peut entraîner l'apparition de défauts de surface tels que des « yeux de poisson », des cratères ou des piqûres. Pour éviter que cela ne se reproduise, les formulateurs ont recours à des additifs antimousse et antimoussants ; toutefois, leur sélection et leur évaluation nécessitent une connaissance approfondie de leur mécanisme d'action dans différents systèmes de revêtement.

Pour être efficace, un agent antimousse doit être soluble dans le milieu moussant, pénétrer rapidement dans les lamelles de mousse et se répandre rapidement le long de l'interface gaz-liquide.

Polydiméthylsiloxane (PDMS)

Le PDMS est un matériau économique et biocompatible qui trouve de nombreuses applications dans le domaine de la microfluidique. Il peut être associé à des polymères, du verre et des composants métalliques pour former des dispositifs intégrés ; il peut également servir de membrane de pompage électro-osmotique, voire être structuré à l'aide d'un photorésist pour former des canaux microfluidiques.

Pour remédier à cela, le PDMS peut être oxydé à l’aide d’un plasma d’oxygène, ce qui permet de créer des groupes hydroxyles à sa surface qui réagissent avec les vapeurs de chlorure de silyle pour former des groupes terminaux avec lesquels les agents antimousse peuvent interagir. Par conséquent, les agents antimousse ayant réagi avec cette surface présentent une formation de mousse et une inhibition réduites par rapport aux additifs antimousse traditionnels à base de silicone ; de plus, ils sont non toxiques, faciles à disperser et thermiquement stables par rapport à leurs homologues à base de silicone.

Huiles de silicone

Le mécanisme anti-mousse des huiles de silicone repose sur les différences de densité entre l'humeur aqueuse et l'huile de silicone : la densité plus élevée de l'humeur aqueuse lui fait s'enfoncer dans les cavités vitréennes, tandis que la densité plus faible de l'huile de silicone lui permet de flotter, créant ainsi ce que l'on appelle des forces de flottabilité qui la font remonter vers le haut.

Les huiles de silicone de qualité médicale peuvent constituer des agents antimoussants efficaces, car elles sont plus légères que l'eau et modifient la tension superficielle, ce qui provoque l'éclatement des bulles de mousse. De plus, elles sont non toxiques et se dissolvent facilement dans les solutions aqueuses.

Les agents antimousse à base de silicone nécessitent des concentrations élevées de silicones qui peuvent être toxiques et nocives pour la santé humaine, tandis que les huiles végétales telles que l'huile de jojoba possèdent des propriétés antimousse similaires, mais avec une efficacité bien moindre ; de plus, leur faible teneur en eau rend leur dispersion plus difficile que prévu.

Huiles minérales

Les huiles minérales sont des mélanges incolores et inodores d’alcanes supérieurs d’origine minérale, obtenus comme sous-produits de la transformation du pétrole brut en produits pétroliers. Historiquement, on les appelait également “ huile blanche ” ou « huile de paraffine », en raison du caractère imprécis de leur nom, ce qui s'explique par le fait que, bien souvent, les commerçants n'avaient ni besoin ni envie de connaître exactement la composition de chaque huile minérale vendue ou utilisée comme marchandise (Merriam-Webster fait remonter la première utilisation du terme « huile minérale » à 1771 !).

L'huile minérale peut faire l'objet d'un raffinage supplémentaire à des fins industrielles afin d'éliminer les additifs susceptibles d'être nocifs pour la consommation humaine, ce qui permet d'obtenir un lubrifiant minéral raffiné adapté aux produits alimentaires et aux produits pharmaceutiques susceptibles d'entrer en contact avec des denrées alimentaires, y compris dans le cadre d'un éventuel contact alimentaire accidentel.

Les huiles minérales de qualité alimentaire sont généralement des huiles insipides et inodores, solubles dans l'eau, qui offrent une excellente protection contre la corrosion, ce qui permet de les utiliser en toute sécurité en contact direct avec la peau. De plus, elles aident à prévenir la déshydratation en formant une barrière protectrice qui limite la perte d'eau transépidermique.

Agent antimousse soluble dans l'eau

Les agents antimousse hydrosolubles offrent d'excellentes propriétés antimousse et peuvent être obtenus en mélangeant un composé organosilicié modifié par un polyéther avec des alcools inférieurs, des tensioactifs et de la silice. Par rapport aux huiles minérales traditionnelles, cet agent antimousse présente l'avantage d'être prédispersé et nécessite moins d'énergie pour être incorporé dans les systèmes de revêtement.

Les agents antimousse agissent en restant insolubles dans le milieu moussant et en empêchant les molécules de se lier étroitement à la surface du film, ce qui empêche les tensioactifs stabilisateurs de mousse de restaurer l'élasticité du film par le biais des effets de Marangoni et, par conséquent, empêche la formation de mousse. De plus, les agents antimousse favorisent l'écoulement du film liquide hors des bulles de mousse, ce qui provoque leur éclatement.