Как сделать пеногаситель

Образование пены в пленках покрытий может привести к появлению таких дефектов поверхности, как рыбки, кратеры или проколы. Чтобы предотвратить это, производители используют антипенные и пеногасящие добавки, однако их выбор и оценка требуют глубокого знания механизма их действия в различных системах покрытий.

Эффективный пеногаситель должен быть растворим в пенообразующей среде, быстро проникать в ламели пены и быстро распространяться по границе раздела газ-жидкость.

Полидиметилсилоксан (PDMS)

PDMS - экономичный, биосовместимый материал, имеющий множество применений в микрофлюидике. Его можно прикреплять к полимерам, стеклу и металлическим компонентам для создания встраиваемых устройств, использовать в качестве мембраны для электроосмотической накачки и даже наносить рисунок с помощью фоторезиста для формирования микрофлюидических каналов.

Чтобы решить эту проблему, ПДМС можно окислить с помощью кислородной плазмы, открыв гидроксильные группы на его поверхности, которые вступают в реакцию с парами хлористого силила, образуя терминальные группы, с которыми могут реагировать пеногасители. В результате пеногасители, прореагировавшие с этой поверхностью, демонстрируют меньшее пенообразование и ингибирование, чем традиционные силиконовые пеногасящие добавки, а также они нетоксичны, легко диспергируются и термически стабильны по сравнению со своими силиконовыми аналогами.

Силиконовые масла

В механизме пеногашения силиконовые масла опираются на разницу в удельном весе водного раствора и силиконового масла, при этом более высокий удельный вес водного раствора заставляет его тонуть внутри стекловидных полостей, а более низкий удельный вес силиконового масла заставляет его плавать, создавая так называемую силу плавучести, которая поднимает его вверх.

Силиконовые масла медицинского класса могут быть эффективным пеногасителем, поскольку они легче воды и изменяют поверхностное натяжение, заставляя пузырьки пены лопаться. Кроме того, они нетоксичны и легко растворяются в водных растворах.

Пеногасители на основе силиконов требуют высоких концентраций силиконов, которые могут быть токсичными и вредными для здоровья человека, в то время как растительные масла, такие как масло жожоба, обладают схожей способностью к пенообразованию, но с гораздо меньшей эффективностью; кроме того, низкое содержание воды в них делает дисперсию более сложной, чем ожидалось.

Минеральные масла

Минеральные масла - это бесцветные, не имеющие запаха смеси высших алканов, получаемых из минеральных источников, которые образуются как побочные продукты при переработке сырой нефти в нефтепродукты. Исторически они также были известны как белое или парафиновое масло из-за неточности их названия, отражающей то, что часто торговцы не нуждались или не хотели точно знать состав каждого минерального масла, которое продавалось или использовалось в качестве торгового товара (Merriam-Webster датирует первое использование "минерального масла" 1771 годом!)

Минеральное масло может быть дополнительно очищено для промышленного использования с целью удаления добавок, которые могут быть потенциально вредны для человека, что позволяет получить очищенную минеральную смазку, пригодную для пищевых продуктов и фармацевтической продукции, которая может контактировать с пищевыми продуктами, включая любые потенциальные случайные проблемы контакта с пищевыми продуктами.

Минеральные масла пищевого класса - это растворимые в воде масла без вкуса и запаха, которые обеспечивают отличную защиту от коррозии, что делает их безопасными при прямом контакте с кожей. Кроме того, они помогают предотвратить обезвоживание, действуя как защитный барьер, ограничивающий трансэпидермальную потерю воды.

Водорастворимый пеногаситель

Водорастворимый пеногаситель обладает превосходными пеногасящими свойствами и может быть изготовлен путем смешивания модифицированного полиэфиром кремнийорганического соединения с низшими спиртами, поверхностно-активными веществами и кремнеземом. По сравнению с традиционными минеральными маслами, этот пеногаситель обладает преимуществами предиспергирования и требует меньше энергии для введения в системы покрытий.

Пеногаситель работает, оставаясь нерастворимым в пенообразующей среде и предотвращая тесную связь между молекулами на поверхности пленки, тем самым не позволяя поверхностно-активным веществам со стабилизацией пены восстанавливать эластичность пленки через эффект Марангони и тем самым предотвращать образование пены. Кроме того, пеногасители способствуют дренажу жидкой пленки из пузырьков пены, в результате чего они лопаются.