Kako napraviti sredstvo protiv pjenjenja

Stvaranje pjene u premaznim slojevima može uzrokovati površinske nedostatke poput fisheyea, kratera ili sitnih rupica. Kako bi se to spriječilo, formulatori koriste antifoam i defoamer aditive – no njihov odabir i procjena zahtijevaju dubinsko poznavanje njihovog mehanizma djelovanja u različitim sustavima premaza.

Učinkovit sredstvo za suzbijanje pjene mora biti topivo u pjenušavom mediju, brzo prodirati u lamele pjene i brzo se širiti duž plin-tečna sučelja.

Polidimetilsiloksan (PDMS)

PDMS je ekonomičan, biološki kompatibilan materijal s brojnim primjenama u mikrofluidici. Može se pričvrstiti na polimere, staklene i metalne komponente za izradu ugrađenih uređaja; koristiti kao elektroosmotska pumpna membrana, pa čak i uz pomoć fotoresista oblikovati uzorke za stvaranje mikrofluidnih kanala.

Kako bi se to riješilo, PDMS se može oksidirati pomoću plazme kisika, otvarajući hidroksilne skupine na svojoj površini koje reagiraju s parama silil-klorida kako bi se formirale terminalne skupine s kojima defoamerski agensi mogu reagirati. Kao rezultat toga, sredstva za uklanjanje pjene koja reagiraju s ovom površinom pokazuju smanjeno pjenjenje i inhibiciju u usporedbi s tradicionalnim silikonskim aditivima za uklanjanje pjene, a uz to su netoksična, lako disperzibilna i termički stabilna u usporedbi sa svojim silikonskim ekvivalentima.

Silikonska ulja

Silikonska ulja oslanjaju se na razlike u specifičnoj težini između vodenog humora i silikonskog ulja za svoj mehanizam uklanjanja pjene, pri čemu veća specifična težina vodenog humora uzrokuje da tone unutar staklovine, dok niža specifična težina silikonskog ulja uzrokuje da pluta, stvarajući ono što je poznato kao uzgon, koji ga podiže prema gore.

Silikonska ulja medicinske kvalitete mogu biti učinkoviti sredstva za uklanjanje pjene jer su lakša od vode i mijenjaju površinski napon, uzrokujući pucanje mjehurića pjene. Osim toga, netoksična su i lako se otapaju u vodenim otopinama.

antipjenila na silikonskoj bazi zahtijevaju visoke koncentracije silikona koji mogu biti toksični i štetni za ljudsko zdravlje, dok biljna ulja poput ulja jojobe imaju slične antipjenilačke sposobnosti, ali znatno nižu učinkovitost; osim toga, njihov niski udio vode čini disperziju izazovnijom nego što se očekivalo.

Mineralna ulja

Mineralna ulja su bezbojne, bezmirisne smjese viših ugljikovodika iz mineralnih izvora, koje nastaju kao nusproizvodi prerade sirove nafte u naftne derivate. Povijesno su se nazivale i bijelim ili parafinskim uljem zbog nepreciznosti naziva, što odražava da trgovci često nisu trebali ili nisu željeli znati točan sastav svakog mineralnog ulja koje se prodavalo ili koristilo kao trgovačka roba (Merriam-Webster bilježi prvi upis pojma “mineralno ulje” iz 1771. godine!).

Mineralno ulje može se dodatno rafinirati za industrijsku upotrebu kako bi se uklonili aditivi koji bi mogli biti potencijalno štetni za ljudsku prehranu, čime se dobiva rafinirano mineralno mazivo pogodno za prehrambene proizvode i farmaceutske proizvode koji mogu doći u kontakt s hranom, uključujući sve potencijalne slučajeve slučajnog kontakta s hranom.

Mineralna ulja prehrambene kvalitete su uglavnom bez okusa i mirisa, topiva u vodi i pružaju izvrsnu zaštitu od korozije, što ih čini sigurnima za izravan kontakt s kožom. Osim toga, pomažu spriječiti dehidraciju djelujući kao zaštitni sloj koji ograničava transepidermalni gubitak vode.

Vodootpadivi razmrsivač

Vodotopivi defoamer nudi izvrsna svojstva odzračivanja i može se dobiti miješanjem organske silikonske spojeve modificirane polieterskim spojevima s niskim alkoholima, surfaktantima i silikom. U usporedbi s tradicionalnim mineralnim uljima, ovaj defoamer nudi prednost preddisperzije i zahtijeva manje energije za ugradnju u sustave premaza.

Defoaming sredstvo djeluje tako da ostaje nerastvorljivo u pjenom mediju i sprječava blisku povezanost molekula na površini filma, čime se sprječava da surfaktanti koji stabiliziraju pjenu obnove elastičnost filma putem Marangonijevih učinaka i time sprječava stvaranje pjene. Nadalje, defoaming sredstvo potiče odvod tekućeg filma iz mjehurića pjene, pa oni pucaju.