Kā pagatavot atputekļošanas līdzekli

Putu veidošanās pārklājuma plēvēs var radīt virsmas defektus, piemēram, zivtiņas, krāterus vai caurumus. Lai to novērstu, formulatori izmanto pretputu un atputekļošanas piedevas, tomēr to izvēlei un novērtēšanai nepieciešamas padziļinātas zināšanas par to darbības mehānismu dažādās pārklājumu sistēmās.

Efektīvam atputzinātājam ir jābūt šķīstošam putojošajā vidē, ātri iekļūstot putu lamelās un ātri izplatoties gar gāzes un šķidruma saskarni.

polidimetilsiloksāns (PDMS)

PDMS ir ekonomisks, bioloģiski saderīgs materiāls, ko daudzkārt izmanto mikrofluidikā. To var piestiprināt polimēriem, stikla un metāla komponentiem, lai veidotu iebūvētas ierīces; to var izmantot kā elektroosmotiskās sūknēšanas membrānu un pat veidot mikrofluidiskus kanālus, izmantojot fotorezistentu.

Lai risinātu šo problēmu, PDMS var oksidēt, izmantojot skābekļa plazmu, atverot uz tā virsmas hidroksilgrupas, kas reaģē ar sililhlorīda tvaikiem, veidojot gala grupas, ar kurām reaģē atputekļotāji. Rezultātā ar šo virsmu reaģējušie atputekļotāji uzrāda mazāku putēšanu un inhibīciju nekā tradicionālās silikona atputekļošanas piedevas, turklāt tie ir netoksiski, viegli disperģējami un termiski stabili, salīdzinot ar saviem silikona analogiem.

Silikona eļļas

Silikona eļļu atputekļošanas mehānisms balstās uz specifiskā smaguma atšķirībām starp ūdens šķidrumu un silikona eļļu, jo lielāks ūdens šķidruma specifiskais smagums liek tam nogrimt stiklveida dobumos, bet mazāks silikona eļļas specifiskais smagums liek tam peldēt, radot tā sauktos peldspējas spēkus, kas to paceļ uz augšu.

Medicīniskas kvalitātes silikona eļļas var būt efektīvs atputekļošanas līdzeklis, jo tās ir vieglākas par ūdeni un maina virsmas spraigumu, izraisot putu burbuļu plīšanu. Turklāt tās ir netoksiskas un viegli šķīst ūdens šķīdumos.

Silikona bāzes pretputojošām vielām nepieciešama augsta silikonu koncentrācija, kas var būt toksiska un kaitīga cilvēka veselībai, savukārt augu eļļām, piemēram, jojobas eļļai, ir līdzīgas pretputēšanas spējas, bet daudz zemāka efektivitāte; turklāt to zemais ūdens saturs padara dispersiju grūtāku, nekā paredzēts.

Minerāleļļas

Minerāleļļas ir bezkrāsaini augstāko alkānu maisījumi bez smaržas, kas iegūti no minerāliem un rodas kā blakusprodukti, pārstrādājot jēlnaftu naftas produktos. Vēsturiski tās sauca arī par balto vai parafīna eļļu, jo to nosaukums bija neprecīzs, atspoguļojot to, ka nereti tirgotājiem nebija vajadzības vai vēlmes precīzi zināt katras minerāleļļas sastāvu, kas tika pārdota vai lietota kā tirdzniecības prece (Merriam-Webster pirmo reizi "minerāleļļu" lietoja jau 1771. gadā!).

Minerāleļļu var tālāk rafinēt rūpnieciskām vajadzībām, lai no tās atdalītu piedevas, kas varētu būt potenciāli kaitīgas lietošanai pārtikā, iegūstot rafinētu minerāleļļu, kas piemērota pārtikas produktiem un farmaceitiskiem produktiem, kuri varētu nonākt saskarē ar pārtiku, tostarp iespējamiem nejaušas saskares gadījumiem ar pārtiku.

Pārtikas minerāleļļas parasti ir ūdenī šķīstošas eļļas bez garšas un smaržas, kas nodrošina lielisku aizsardzību pret koroziju, tāpēc tās ir drošas tiešā saskarē ar ādu. Turklāt tās palīdz novērst dehidratāciju, darbojoties kā aizsargbarjera, kas ierobežo transepidermālo ūdens zudumu.

Ūdenī šķīstošs atputekļotājs

Ūdenī šķīstošs atputekļotājs nodrošina lieliskas atputekļošanas īpašības, un to var pagatavot, sajaucot poliēteri modificētu organisko silīcija savienojumu ar zemāka spirta, virsmaktīvo vielu un silīcija dioksīda. Salīdzinot ar tradicionālajām minerāleļļām, šis atputekļotājs piedāvā iepriekšējas dispersijas priekšrocības un prasa mazāk enerģijas iestrādāšanai pārklājumu sistēmās.

Atputekļošanas aģents darbojas, paliekot nešķīstošs putojošā vidē un novēršot ciešu savienojumu starp molekulām plēves virsmā, tādējādi neļaujot virsmaktīvajām vielām ar putu stabilizāciju atjaunot plēves elastību ar Marangoni efektu un tādējādi novēršot putu veidošanos. Turklāt atputzinātājs darbojas, veicinot šķidrās plēves aizplūšanu no putu burbulīšiem, lai tie saplaisātu.