소포제 만드는 방법

코팅 필름에 거품이 생기면 어안, 크레이터 또는 핀홀과 같은 표면 결함이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 포뮬러 제조업체는 소포제 및 소포제 첨가제를 사용하지만, 이를 선택하고 평가하려면 다양한 코팅 시스템에서의 작용 메커니즘에 대한 심층적인 지식이 필요합니다.

효과적인 소포제는 발포 매체에 용해되어 거품 라멜라에 빠르게 침투하고 기체-액체 계면을 따라 빠르게 퍼져야 합니다.

폴리디메틸실록산(PDMS)

PDMS는 미세 유체학에서 다양한 용도로 사용되는 경제적이고 생체 적합성이 뛰어난 소재입니다. 폴리머, 유리 및 금속 부품에 부착하여 임베디드 디바이스를 형성하고, 전기 삼투압 펌핑 멤브레인으로 사용하거나 포토레지스트를 사용하여 미세 유체 채널을 형성하는 패턴으로도 사용할 수 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해 PDMS는 산소 플라즈마를 사용하여 산화시켜 표면에 염화실리드 증기와 반응하여 소포제가 반응할 수 있는 말단 그룹을 형성하는 수산기를 열 수 있습니다. 그 결과, 이 표면과 반응한 소포제는 기존 실리콘 소포제보다 거품 발생 및 억제 효과가 감소하며, 실리콘에 비해 무독성이고 분산이 용이하며 열적으로도 안정적입니다.

실리콘 오일

실리콘 오일은 거품 제거 메커니즘을 위해 수성 점액과 실리콘 오일의 비중 차이에 의존하는데, 수성 점액의 비중이 높으면 유리체강 내부로 가라앉고 실리콘 오일의 비중이 낮으면 떠서 부력으로 인해 위로 올라가는 현상이 발생합니다.

의료용 실리콘 오일은 물보다 가볍고 표면 장력을 변화시켜 거품이 터지도록 하기 때문에 효과적인 소포제가 될 수 있습니다. 또한 무독성이며 수용액에 쉽게 녹을 수 있습니다.

실리콘 기반 소포제는 독성이 있고 인체에 해로울 수 있는 고농도의 실리콘이 필요하며, 호호바 오일과 같은 식물성 오일은 소포 기능은 비슷하지만 효율이 훨씬 낮고 수분 함량이 낮아 분산이 예상보다 더 어렵습니다.

미네랄 오일

미네랄 오일은 원유를 석유 제품으로 가공할 때 부산물로 생성되는 광물에서 추출한 고급 알칸의 무색, 무취 혼합물입니다. 역사적으로 미네랄 오일은 화이트 오일 또는 파라핀 오일로도 알려졌는데, 이는 상인들이 상품으로 판매하거나 사용하는 각 미네랄 오일의 성분을 정확히 알 필요가 없거나 알고 싶어하지 않는 경우가 많았기 때문입니다(Merriam-Webster에서 "미네랄 오일"의 최초 사용 시기는 1771년으로 거슬러 올라갑니다!).

미네랄 오일은 산업용으로 더욱 정제하여 인체에 유해할 수 있는 첨가물을 제거함으로써 식품과 접촉할 수 있는 식품 및 의약품에 적합한 정제된 미네랄 윤활유를 생산할 수 있으며, 잠재적인 식품 접촉 사고 문제도 방지할 수 있습니다.

식품 등급의 미네랄 오일은 일반적으로 물에 용해되는 무미, 무취의 오일로 부식 방지 기능이 뛰어나 피부에 직접 닿아도 안전합니다. 또한 표피를 통한 수분 손실을 제한하는 보호막 역할을 하여 탈수를 방지하는 데 도움이 됩니다.

수용성 소포제

수용성 소포제는 우수한 소포 특성을 제공하며 폴리에테르 변성 유기 실리콘 화합물과 저알코올, 계면활성제 및 실리카를 혼합하여 만들 수 있습니다. 기존의 미네랄 오일과 비교할 때 이 소포제는 전분산의 이점을 제공하며 코팅 시스템에 통합하는 데 필요한 에너지가 적습니다.

소포제는 발포 매질에 불용성으로 남아 필름 표면의 분자 간 밀착을 방지하여 거품 안정화 계면활성제가 마랑고니 효과를 통해 필름 탄성을 회복하는 것을 방지하여 거품 형성을 방지하는 방식으로 작동합니다. 또한 소포제는 거품 기포에서 액체 필름의 배수를 촉진하여 거품이 터지도록 하는 방식으로 작동합니다.