Czym jest środek przeciwpieniący?

Środki przeciwpieniące to substancje chemiczne stosowane w celu ograniczenia powstawania piany w powłokach. Zazwyczaj składają się one z polimerów o niskim napięciu powierzchniowym, które szybko się rozprowadzają podczas nakładania metodą natryskową; środki przeciwpieniące mogą zawierać olej mineralny, mogą występować w wersjach bez oleju mineralnego, a nawet z dodatkiem substancji stałych o właściwościach hydrofobowych, takich jak krzemionka.

Środki przeciwpieniące znajdują szerokie zastosowanie w farbach, powłokach i tuszach; często można je nakładać za pomocą wałka, pędzla, gąbki lub metodą zanurzeniową, a także metodą kurtynową i natryskową.

Właściwości przeciwpieniące

Środki przeciwpieniące i odpieniające to chemiczne środki pomocnicze przeznaczone do minimalizowania lub zapobiegania tworzeniu się piany w cieczach wykorzystywanych w procesach przemysłowych. Zazwyczaj są one nierozpuszczalne w medium, w którym mają działać, i wykazują właściwości powierzchniowo czynne, które destabilizują lamelki piany, co prowadzi do pękania pęcherzyków powietrza lub ich rozpadania się.

Środki przeciwpieniące zazwyczaj składają się z hydrofobizowanej krzemionki zawieszonej w płynie silikonowym. W niskich stężeniach te chemicznie obojętne środki przeciwpieniące zachowują stabilność, a jednocześnie są w stanie rozprzestrzeniać się po spienionym medium bez naruszania ani zmiany jego struktury – co sprawia, że nadają się do zastosowań przemysłowych związanych z tworzeniem się piany.

Środki przeciwpieniące na bazie oleju, takie jak krzemionka i środki przeciwpieniące kompozytowe, występują również w postaci granulatu i są badane metodą Rossa-Milesa lub metodą kolby wstrząsowej w celu oceny szybkości redukcji piany (szybkość odparowywania) oraz trwałości (długotrwały efekt). W celu oceny ich skuteczności w konkretnych zastosowaniach końcowych można zastosować inne badania, takie jak pomiar piany w obiegu lub pomiar połysku.

Metody usuwania piany

Pianka jest z natury materiałem zróżnicowanym, charakteryzującym się wieloma cechami, które wpływają na jej właściwości, w tym gęstością, strukturą komórkową (komórki otwarte lub zamknięte), wytrzymałością mechaniczną, właściwościami termoizolacyjnymi oraz wyglądem powierzchni. Skład chemiczny pianki odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu jej właściwości, ponieważ wchodzi ona w interakcje z urządzeniami, materiałami i cieczami obecnymi w systemie.

Środki przeciwpieniące stosuje się w celu redukcji istniejącej piany oraz zapobiegania jej powstawaniu w cieczach wykorzystywanych w procesach przemysłowych. Aby były skuteczne, środki przeciwpieniące muszą być kompatybilne z danym układem oraz muszą charakteryzować się zdolnością do szybkiego rozprzestrzeniania się na granicy faz gaz-ciecz. Na ich skuteczność wpływają: stężenie, sposób dodawania oraz siły mieszania.

Istnieją fizyczne metody usuwania piany, polegające na montażu przegród, stosowaniu filtrów, mieszaniu mechanicznym, wykorzystaniu elektryczności statycznej, zamrażaniu, ogrzewaniu, parze, promieniowaniu, szybkim odwirowywaniu, zwiększaniu ciśnienia, zmniejszaniu ciśnienia, natychmiastowym spuszczaniu lub ultradźwiękach (akustyczna kontrola cieczy). Niestety techniki te mogą być pracochłonne, wymagać znacznej przestrzeni, powodować powstawanie niebezpiecznych produktów ubocznych lub tworzyć potencjalnie korozyjne produkty uboczne, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa.

Działanie przeciwpieniące

Aby środki przeciwpieniące były skuteczne, muszą szybko i równomiernie wnikać w spienioną ciecz, dlatego eksperci branżowi opracowali różne związki chemiczne pełniące rolę środków przeciwpieniących, z których każdy ma swoje zalety i wady.

Stabilizatory piany (środki przeciwpieniące) wiążą się z granicą faz powietrze–ciecz i rozbijają lamelki piany, powodując pękanie uwięzionych w nich pęcherzyków oraz zanikanie piany na powierzchni. Często są one nierozpuszczalne w otaczającym je środowisku – zazwyczaj składają się z olejów, wosków lub polimerów o strukturze krzemowej – dzięki czemu nadają się do stosowania w wielu rodzajach płynnych środowisk, w których tworzy się piana.

Środki przeciwpieniące o strukturze silikonowej stosuje się w powłokach o wysokiej wydajności w celu zwiększenia ich odporności na starzenie, korozję i czynniki chemiczne, a także w celu zapewnienia lepszej przyczepności między powłoką a podłożem.

W pigmentowanych zastosowaniach architektonicznych często wykorzystuje się różne systemy spoiw, od dyspersji o niskiej zawartości PVC po przezroczyste roztwory na bazie wody, przy czym nakładanie wałkiem jest szczególnie podatne na tworzenie się piany, co wymaga zastosowania skutecznego środka przeciwpieniącego. Pienienie się często występuje również podczas nakładania natryskowego z powodu sił ścinających, które powodują gwałtowny przepływ powietrza uwięzionego między nimi, co prowadzi do szybkiego zasysania powietrza i wymaga stosowania środków przeciwpieniący w aplikacjach natryskowych.

Rodzaje środków przeciwpieniący

Na rynku dostępny jest szeroki wybór środków przeciwpieniących, dostosowanych do różnych zastosowań, dlatego tak ważny jest wybór odpowiedniego produktu.

Środki przeciwpieniące na bazie wody zawierają różne oleje i woski zmieszane z roztworem wodnym, zazwyczaj są to oleje mineralne lub roślinne oraz woski EBS; mogą być również dodawane woski parafinowe, woski na bazie alkoholi tłuszczowych oraz woski estrowe, aby zapewnić maksymalną ochronę przed pienieniem się na powierzchni, a jednocześnie usunąć powietrze z wnętrza uwięzionych cząstek piany. Środki te doskonale radzą sobie zarówno z redukcją piany powierzchniowej, jak i z usuwaniem uwięzionego powietrza z warstw piany powierzchniowej.

Silikonowe środki przeciwpieniące to innowacyjna klasa środków przeciwpieniących, składająca się z hydrofobizowanej krzemionki, która zmniejsza opór tworzenia się pęcherzyków piany i powoduje ich pękanie. Ich głównymi cechami są obojętność chemiczna, skuteczność nawet w niskich stężeniach oraz zdolność do rozprzestrzeniania się w warstwie piany, przy zachowaniu stabilności w warunkach wysokiego ścinania i wrzenia. Firma Crucible oferuje szeroki wybór niezawodnych środków przeciwpieniący, odpowiednich zarówno do receptur farb i powłok, jak i do środków czyszczących oraz produktów do sprzątania.