Hogyan készítsünk habzásgátlót

A bevonófilmekben a habképződés olyan felületi hibákat okozhat, mint a halszemek, kráterek vagy lyukak. Ennek megakadályozására a formulázók habzásgátló és habzásgátló adalékanyagokat használnak - ezek kiválasztásához és értékeléséhez azonban alapos ismeretekre van szükség a különböző bevonatrendszerekben kifejtett hatásmechanizmusukról.

A hatékony habzásgátlónak oldódnia kell a habzó közegben, gyorsan kell behatolnia a hablamellákba, és gyorsan kell terjednie a gáz-folyadék határfelület mentén.

Polydimetil-sziloxán (PDMS)

A PDMS egy gazdaságos, biokompatibilis anyag, amelyet sokféleképpen használnak a mikrofluidikában. Polimerekhez, üveg- és fémkomponensekhez rögzíthető beágyazott eszközök kialakításához; elektroozmotikus szivattyúmembránként használható, sőt, fotoreziszt segítségével mikrofluidikai csatornák kialakításához is mintázható.

Ennek megoldására a PDMS oxidálható oxigénplazmával, ami hidroxilcsoportokat nyit meg a felületén, amelyek reakcióba lépnek a szilil-kloridgőzökkel, és végcsoportokat képeznek a habmentesítő szerek számára, amelyekkel reagálhatnak. Ennek eredményeként az ezzel a felülettel reagáló habzásgátló szerek a hagyományos szilikon habzásgátló adalékanyagokhoz képest csökkentett habzást és gátlást mutatnak, ráadásul nem mérgezőek, könnyen diszpergálhatók és hőstabilak szilikon társaikhoz képest.

Szilikonolajok

A szilikonolajok a vizes nedv és a szilikonolaj közötti fajsúlykülönbségre támaszkodnak a habmentesítő mechanizmusukban, mivel a vizes nedv nagyobb fajsúlya miatt az üvegtest üregeiben süllyed, míg a szilikonolaj kisebb fajsúlya miatt lebeg, ami úgynevezett felhajtóerőt hoz létre, ami felfelé emeli azt.

Az orvosi minőségű szilikonolajok hatékony habzásgátló szerek lehetnek, mivel könnyebbek a víznél és megváltoztatják a felületi feszültséget, így a habbuborékok kipukkadnak. Továbbá nem mérgezőek és könnyen oldódnak vizes oldatokban.

A szilikon alapú habzásgátlók nagy koncentrációjú szilikonokat igényelnek, amelyek mérgezőek és károsak lehetnek az emberi egészségre, míg a növényi olajok, mint a jojobaolaj, hasonló habzásgátló képességgel rendelkeznek, de sokkal kisebb hatékonysággal; ráadásul alacsony víztartalmuk miatt a diszpergálásuk a vártnál nagyobb kihívást jelent.

Ásványi olajok

Az ásványi olajok ásványi eredetű magasabb alkánok színtelen, szagtalan keverékei, amelyek a nyersolaj kőolajtermékké történő feldolgozásának melléktermékeként keletkeznek. Történelmileg fehér vagy paraffinolajként is ismerték őket, mivel nevük pontatlansága tükrözi, hogy a kereskedőknek gyakran nem volt szükségük vagy nem akarták pontosan tudni az egyes ásványolajok összetételét, amelyeket kereskedelmi áruként értékesítettek vagy használtak (a Merriam-Webster az "ásványolaj" első használatát 1771-re datálja!).

Az ásványi olaj ipari felhasználásra tovább finomítható az emberi fogyasztásra potenciálisan káros adalékanyagok eltávolítása érdekében, így olyan finomított ásványi kenőanyagot állítanak elő, amely alkalmas az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő élelmiszeripari és gyógyszeripari termékekhez, beleértve az élelmiszerekkel való esetleges véletlen érintkezést is.

Az élelmiszeripari ásványi olajok általában vízben oldódó, íztelen és szagtalan olajok, amelyek kiváló korrózióvédelmet biztosítanak, így a bőrrel való közvetlen érintkezésük biztonságos. Ezenkívül segítenek a kiszáradást kordában tartani azáltal, hogy védőgátként működnek, amely korlátozza a transzepidermális vízveszteséget.

Vízben oldódó habzásgátló

A vízoldható habzásgátló kiváló habzásgátló tulajdonságokkal rendelkezik, és egy poliéterrel módosított szerves szilíciumvegyület alacsonyabb alkoholtartalmú alkoholokkal, felületaktív anyagokkal és szilícium-dioxiddal történő keverésével állítható elő. A hagyományos ásványi olajokkal összehasonlítva ez a habzásgátló a prediszperzió előnyeit kínálja, és kevesebb energiát igényel a bevonatrendszerekbe való beépítéshez.

A habzásgátló szerek úgy működnek, hogy oldhatatlanok maradnak a habzó közegben, és megakadályozzák a molekulák közötti szoros társulást a film felületén, ezáltal megakadályozzák, hogy a habstabilizáló felületaktív anyagok a Marangoni-hatáson keresztül helyreállítsák a film rugalmasságát, és így megakadályozzák a habképződést. Továbbá a habzásgátló úgy működik, hogy elősegíti a folyékony film lefolyását a habbuborékokról, így azok kipukkadnak.