Como facer un axente antiespumante

A formación de espuma nas películas de recubrimento pode causar defectos na superficie, como ollos de peixe, cráteres ou pinholes. Para evitar que isto ocorra de novo, os formuladores empregan aditivos antifoam e defoamer; con todo, a súa selección e avaliación requiren un coñecemento profundo do seu mecanismo de acción en diferentes sistemas de recubrimento.

Un antiespumante eficaz debe ser soluble no medio espumante, penetrar rapidamente nas lamelas da espuma e espallarse con rapidez pola interface gas-líquido.

Polidimetilsiloxano (PDMS)

PDMS é un material económico e biocompatible con múltiples usos na microfluídica. Pódese unir a polímeros, vidro e compoñentes metálicos para formar dispositivos incrustados; empregarse como membrana de bombeo electroosmótico e mesmo como patrón, usando fotoresistente para crear canles microfluídicas.

Para abordar isto, o PDMS pode oxidarse mediante plasma de osíxeno, abrindo grupos hidroxilo na súa superficie que reaccionan cos vapores de cloruro de sililo para formar grupos terminais cos que reaccionan os axentes antiespumantes. Como resultado, os axentes antiespumantes que reaccionan con esta superficie presentan unha menor formación de espuma e unha inhibición máis reducida que os aditivos antiespumantes de silicona tradicionais, ademais de ser non tóxicos, fáciles de dispersar e termicamente estables en comparación cos seus homólogos de silicona.

Aceites de silicona

Os aceites de silicona dependen das diferenzas de densidade específica entre o humor acuoso e o aceite de silicona para o seu mecanismo de desespumado, coa maior densidade específica do humor acuoso facendo que este afunde nas cavidades vítreas, mentres que a menor densidade específica do aceite de silicona provoca que este flote, xerando o que se coñece como forzas de boyancia que o elevan cara arriba.

Os aceites de silicona de grao médico poden ser axentes antiespumantes eficaces debido a que son máis lixeiros que a auga e alteran a tensión superficial, facendo que as burbullas de espuma rebenten. Ademais, son non tóxicos e fáciles de disolver en solucións acuosas.

Os axentes antiespumantes a base de silicona requiren altas concentracións de siliconas que poden ser tóxicas e prexudiciais para a saúde humana, mentres que aceites vexetais como o de xojoba teñen capacidades antiespumantes similares pero cunha eficiencia moito menor; ademais, o seu baixo contido en auga fai que a súa dispersión sexa máis complicada do que se agardaba.

Aceites minerais

Os aceites minerais son mesturas incoloras e inodoras de alcanos superiores derivados de fontes minerais que se producen como subprodutos do procesamento do petróleo cru en produtos petrolíferos. Historicamente tamén se coñecían como aceite branco ou parafínico debido á imprecisión do seu nome, que reflectía que moitas veces os comerciantes non necesitaban nin desexaban saber exactamente a composición de cada aceite mineral que se vendía ou se usaba como mercadoría (Merriam-Webster data o primeiro uso de “aceite mineral” en 1771!).

O aceite mineral pódese refinar aínda máis para usos industriais, eliminando aditivos que potencialmente poderían ser prexudiciais para o consumo humano, producindo un lubricante mineral refinado apto para produtos alimentarios e farmacéuticos que poidan entrar en contacto con alimentos, incluíndo calquera posible contacto accidental con alimentos.

Os aceites minerais de grao alimentario son xeralmente aceites insípidos e inodoros solubles en auga que proporcionan unha excelente protección contra a corrosión, o que os fai seguros para o contacto directo coa pel. Ademais, axudan a previr a deshidratación actuando como unha barreira protectora que limita a perda de auga transepidérmica.

Desemulsionante soluble en auga

O desemulsificante soluble en auga ofrece excelentes propiedades antiespumantes e pódese elaborar mesturando un composto orgánico de silicio modificado con poliéter, alcoholes inferiores, tensioactivos e sílice. En comparación cos aceites minerais tradicionais, este desemulsificante ofrece as vantaxes da predispersión e require menos enerxía para a súa incorporación en sistemas de revestimento.

O axente antiespumante actúa permanecendo insoluble no medio espumante e impedindo unha asociación estreita entre as moléculas na superficie do filme, evitando así que os tensioactivos con acción estabilizadora da espuma restabelezan a elasticidade do filme mediante efectos Marangoni e, deste xeito, prevén a formación de espuma. Ademais, o antiespumante actúa favorecendo o drenaxe do filme líquido das burbullas de espuma para que estas rebenten.