Como fazer um agente antiespumante

A formação de espuma nas películas de revestimento pode causar defeitos na superfície, tais como olhos de peixe, crateras ou buracos. Para evitar que isso aconteça novamente, os formuladores usam aditivos antiespumantes e antiespumantes - no entanto, a sua seleção e avaliação requerem um conhecimento profundo do seu mecanismo de ação em diferentes sistemas de revestimento.

Um antiespumante eficaz deve ser solúvel no meio de espuma, penetrar rapidamente nas lamelas de espuma e espalhar-se rapidamente ao longo da interface gás-líquido.

Polidimetilsiloxano (PDMS)

O PDMS é um material económico e biocompatível com muitas utilizações em microfluídica. Pode ser ligado a polímeros, vidro e componentes metálicos para formar dispositivos incorporados; utilizado como membrana de bombagem electroosmótica e até mesmo modelado utilizando fotorresistência para formar canais microfluídicos.

Para resolver este problema, o PDMS pode ser oxidado utilizando plasma de oxigénio, abrindo grupos hidroxilo na sua superfície que reagem com vapores de cloreto de sililo para formar grupos terminais com os quais os agentes antiespumantes reagem. Como resultado, os agentes antiespumantes que reagem com esta superfície apresentam uma formação de espuma e inibição reduzidas do que os aditivos antiespumantes de silicone tradicionais, além de serem não tóxicos, fáceis de dispersar e termicamente estáveis em comparação com os seus homólogos de silicone.

Óleos de silicone

Os óleos de silicone baseiam-se nas diferenças de gravidade específica entre o humor aquoso e o óleo de silicone para o seu mecanismo antiespumante, sendo que a gravidade específica mais elevada do humor aquoso faz com que este se afunde no interior das cavidades vítreas, enquanto a gravidade específica mais baixa do óleo de silicone faz com que flutue, criando o que se designa por forças de flutuação que o elevam.

Os óleos de silicone de qualidade médica podem ser um agente antiespumante eficaz, uma vez que são mais leves do que a água e alteram a tensão superficial, fazendo com que as bolhas de espuma rebentem. Além disso, não são tóxicos e são fáceis de dissolver em soluções aquosas.

Os agentes antiespumantes à base de silicone requerem elevadas concentrações de silicones que podem ser tóxicas e prejudiciais para a saúde humana, enquanto os óleos vegetais, como o óleo de jojoba, têm capacidades antiespumantes semelhantes, mas com uma eficiência muito inferior; além disso, o seu baixo teor de água torna a dispersão mais difícil do que o esperado.

Óleos minerais

Os óleos minerais são misturas incolores e inodoras de alcanos superiores derivados de fontes minerais que são produzidos como subprodutos da transformação do petróleo bruto em produtos petrolíferos. Historicamente, também eram conhecidos como óleo branco ou parafina, devido à imprecisão do seu nome, que reflecte o facto de, muitas vezes, os comerciantes não precisarem ou não desejarem saber exatamente a composição de cada óleo mineral que era vendido ou utilizado como mercadoria (Merriam-Webster data a primeira utilização de "óleo mineral" em 1771!)

O óleo mineral pode ser ainda mais refinado para utilizações industriais para remover aditivos que possam ser potencialmente prejudiciais para o consumo humano, produzindo lubrificante mineral refinado adequado para produtos alimentares e produtos farmacêuticos que possam entrar em contacto com alimentos, incluindo quaisquer potenciais problemas de contacto acidental com alimentos.

Os óleos minerais de qualidade alimentar são geralmente óleos insípidos e inodoros, solúveis em água, que proporcionam uma excelente proteção contra a corrosão, tornando-os seguros para estarem em contacto direto com a pele. Além disso, ajudam a manter a desidratação afastada, actuando como uma barreira protetora que limita a perda de água trans-epidérmica.

Antiespumante solúvel em água

Os antiespumantes solúveis em água oferecem excelentes propriedades antiespumantes e podem ser fabricados através da mistura de um composto de silício orgânico modificado com poliéter com álcoois inferiores, tensioactivos e sílica. Quando comparado com os óleos minerais tradicionais, este antiespumante oferece as vantagens da pré-dispersão e requer menos energia para ser incorporado nos sistemas de revestimento.

O agente antiespumante actua permanecendo insolúvel no meio de formação de espuma e impedindo a associação estreita entre moléculas à superfície da película, impedindo assim que os tensioactivos com estabilização da espuma restaurem a elasticidade da película através dos efeitos Marangoni e, por conseguinte, impedindo a formação de espuma. Além disso, o antiespumante actua favorecendo a drenagem da película líquida das bolhas de espuma para que estas rebentem.