Kako narediti sredstvo za penjenje

Nastajanje pene v premaznih filmih lahko povzroči nastanek površinskih napak, kot so ribice, kraterji ali luknjice. Da se to ne bi ponovilo, formulatorji uporabljajo dodatke proti penjenju in penilce, vendar je za njihovo izbiro in oceno potrebno poglobljeno poznavanje mehanizma njihovega delovanja v različnih premaznih sistemih.

Učinkovito sredstvo za penjenje mora biti topno v penilnem mediju, hitro prodreti v lamele pene in se hitro širiti vzdolž vmesnika med plinom in tekočino.

polidimetilsiloksan (PDMS)

PDMS je ekonomičen, biokompatibilen material, ki se pogosto uporablja v mikrofluidiki. Lahko ga pritrdimo na polimere, steklo in kovinske komponente ter tako oblikujemo vgrajene naprave; uporablja se kot elektroosmotska črpalna membrana in celo za oblikovanje mikrofluidnih kanalov s pomočjo fotorezista.

To lahko rešimo z oksidacijo PDMS s kisikovo plazmo, pri čemer se na njegovi površini odprejo hidroksilne skupine, ki reagirajo s hlapi sililklorida in tvorijo končne skupine, s katerimi reagirajo sredstva za odpenjanje. Posledično sredstva za penjenje, ki reagirajo s to površino, kažejo manj penjenja in zaviranja kot tradicionalni silikonski dodatki za penjenje, poleg tega pa so v primerjavi s svojimi silikonskimi ustrezniki nestrupeni, lahko dispergirajo in so toplotno stabilni.

Silikonska olja

Silikonska olja se pri svojem mehanizmu odpenjanja zanašajo na razlike v specifični teži med vodnim humorjem in silikonskim oljem, pri čemer večja specifična teža vodnega humorja povzroči, da ta potone v stekleni votlini, medtem ko manjša specifična teža silikonskega olja povzroči, da lebdi in ustvari tako imenovane sile vzgona, ki ga dvignejo navzgor.

Medicinska silikonska olja so lahko učinkovito sredstvo za razpenjanje, saj so lažja od vode in spremenijo površinsko napetost, zaradi česar mehurčki pene popokajo. Poleg tega so nestrupena in se zlahka raztopijo v vodnih raztopinah.

sredstva proti penjenju na osnovi silikona zahtevajo visoke koncentracije silikonov, ki so lahko strupeni in škodljivi za zdravje ljudi, medtem ko imajo rastlinska olja, kot je jojobino olje, podobne sposobnosti proti penjenju, vendar veliko manjšo učinkovitost; poleg tega je zaradi njihove nizke vsebnosti vode disperzija zahtevnejša od pričakovane.

Mineralna olja

Mineralna olja so mešanice višjih alkanov brez barve in vonja, ki izvirajo iz mineralnih virov in nastajajo kot stranski proizvodi pri predelavi surove nafte v naftne derivate. V preteklosti so jih imenovali tudi belo ali parafinsko olje zaradi nenatančnosti imena, ki je odražala, da trgovci pogosto niso potrebovali ali želeli natančno poznati sestave vsakega mineralnega olja, ki so ga prodajali ali uporabljali kot trgovsko blago (Merriam-Webster navaja prvo uporabo "mineralnega olja" leta 1771!).

Mineralno olje se lahko za industrijsko uporabo dodatno prečisti, da se odstranijo aditivi, ki bi lahko bili škodljivi za prehrano ljudi, pri čemer nastane prečiščeno mineralno mazivo, primerno za živilske in farmacevtske izdelke, ki bi lahko prišli v stik z živili, vključno z morebitnimi naključnimi težavami pri stiku z živili.

Mineralna olja, primerna za živila, so običajno v vodi topna olja brez okusa in vonja, ki zagotavljajo odlično zaščito pred korozijo, zato so varna za neposreden stik s kožo. Poleg tega pomagajo preprečevati dehidracijo, saj delujejo kot zaščitna pregrada, ki omejuje transepidermalno izgubo vode.

Vodotopno sredstvo za odišavljanje

V vodi topni penilniki imajo odlične lastnosti penjenja in jih je mogoče izdelati z mešanjem polietersko modificirane organske silicijeve spojine z nižjimi alkoholi, površinsko aktivnimi snovmi in silicijevim dioksidom. V primerjavi s tradicionalnimi mineralnimi olji ima to sredstvo za odpenjanje prednosti predhodne disperzije, za vgradnjo v premazne sisteme pa potrebuje manj energije.

Sredstvo za penjenje deluje tako, da ostane netopno v penilnem mediju in preprečuje tesno povezavo med molekulami na površini filma, s čimer površinsko aktivnim snovem s stabilizacijo pene preprečuje, da bi z Marangonijevim učinkom obnovile elastičnost filma in tako preprečile nastanek pene. Poleg tega penilci delujejo tako, da spodbujajo odtekanje tekočega filma iz mehurčkov pene, tako da ti počijo.