Cum se prepară agent de spumare

Formarea spumei în filmele de acoperire poate cauza apariția unor defecte de suprafață, cum ar fi ochiuri de pește, cratere sau găuri. Pentru ca acest lucru să nu se mai întâmple, formulatorii folosesc aditivi antispumă și antispumanți, însă selectarea și evaluarea acestora necesită o cunoaștere aprofundată a mecanismului lor de acțiune în diferite sisteme de acoperire.

Un agent de dezamorsare eficient trebuie să fie solubil în mediul spumant, să pătrundă rapid în lamela spumantă și să se răspândească rapid de-a lungul interfeței gaz-lichid.

Polidimetilsiloxan (PDMS)

PDMS este un material economic, biocompatibil, cu numeroase utilizări în microfluidică. Acesta poate fi atașat la polimeri, sticlă și componente metalice pentru a forma dispozitive încorporate; utilizat ca membrană de pompare electroosmotică și chiar modelat cu ajutorul fotorezistenței pentru a forma canale microfluidice.

Pentru a rezolva această problemă, PDMS poate fi oxidat cu ajutorul plasmei de oxigen, deschizând grupuri hidroxil pe suprafața sa care reacționează cu vaporii de clorură de silil pentru a forma grupuri terminale cu care agenții de dezamorsare pot reacționa. Ca urmare, agenții de dezamorsare care reacționează cu această suprafață prezintă o spumare și o inhibare mai reduse decât aditivii tradiționali de dezamorsare pe bază de silicon, în plus sunt netoxici, ușor de dispersat și stabili termic în comparație cu omologii lor din silicon.

Uleiuri siliconice

Uleiurile siliconice se bazează pe diferențele de greutate specifică dintre umoarea apoasă și uleiul siliconic pentru mecanismul lor de dezamorsare, greutatea specifică mai mare a umorii apoase determinând scufundarea acesteia în interiorul cavităților vitreene, în timp ce greutatea specifică mai mică a uleiului siliconic o face să plutească, creând ceea ce se numește forțe de flotabilitate care o ridică în sus.

Uleiurile de silicon de grad medical pot fi agenți de dezamorsare eficienți datorită faptului că sunt mai ușoare decât apa și modifică tensiunea superficială pentru a determina spargerea bulelor de spumă. În plus, acestea sunt netoxice și ușor de dizolvat în soluții apoase.

agenții antispumanți pe bază de silicon necesită concentrații ridicate de siliconi care pot fi toxici și dăunători pentru sănătatea umană, în timp ce uleiurile vegetale, cum ar fi uleiul de jojoba, au capacități antispumante similare, dar cu o eficiență mult mai scăzută; în plus, conținutul lor scăzut de apă face ca dispersia să fie mai dificilă decât era de așteptat.

Uleiuri minerale

Uleiurile minerale sunt amestecuri incolore și inodore de alcani superiori derivați din surse minerale care sunt produse ca subproduse în urma transformării țițeiului în produse petroliere. Din punct de vedere istoric, acestea erau cunoscute și sub denumirea de ulei alb sau de parafină, datorită impreciziei denumirii lor, care reflecta faptul că, de multe ori, comercianții nu aveau nevoie sau nu doreau să cunoască exact compoziția fiecărui ulei mineral vândut sau utilizat ca bunuri comerciale (Merriam-Webster datează prima utilizare a termenului "ulei mineral" din 1771!)

Uleiul mineral poate fi rafinat în continuare pentru utilizări industriale, pentru a elimina aditivii care ar putea fi dăunători pentru consumul uman, producând un lubrifiant mineral rafinat adecvat pentru produsele alimentare și produsele farmaceutice care ar putea intra în contact cu alimentele, inclusiv orice potențiale probleme de contact accidental cu alimentele.

Uleiurile minerale de calitate alimentară sunt uleiuri solubile în apă, în general fără gust și fără miros, care oferă o protecție excelentă împotriva coroziunii, ceea ce le face sigure în contact direct cu pielea. În plus, acestea ajută la menținerea la distanță a deshidratării, acționând ca o barieră protectoare care limitează pierderea de apă trans-epidermică.

Antispumant solubil în apă

Antispumantul solubil în apă oferă proprietăți excelente de antispumare și poate fi fabricat prin amestecarea unui compus de siliciu organic modificat cu polieter cu alcooli inferiori, agenți tensioactivi și siliciu. În comparație cu uleiurile minerale tradiționale, acest antispumant oferă avantajele predispersiei și necesită mai puțină energie pentru încorporarea în sistemele de acoperire.

Agentul antispumant acționează rămânând insolubil în mediul spumant și împiedicând asocierea strânsă între moleculele de la suprafața filmului, împiedicând astfel agenții tensioactivi cu stabilizare a spumei să restabilească elasticitatea filmului prin intermediul efectelor Marangoni și să împiedice astfel formarea spumei. În plus, antispumantul acționează prin încurajarea drenării filmului lichid din bulele de spumă, astfel încât acestea să se spargă.