Sredstva protiv pjenjenja bitan su dodatak u formulacijama premaza. Međutim, suočeni s velikom raznolikošću proizvoda na tržištu, mnogi se inženjeri često fokusiraju samo na njihovu "snagu uklanjanja pjene", zanemarujući temeljna načela. Razumijevanje mehanizma djelovanja sredstava protiv pjenjenja pomaže nam u donošenju racionalnijih izbora u različitim sustavima.
I. Priroda i stabilizirajući faktori mjehurića
Pjena je sustav u kojem je plin raspršen u tekućini. U premazima se mjehurići obično uvode procesima kao što su miješanje i nanošenje. Stabilnost pjene ovisi o čvrstoći tekućeg filma. Čiste tekućine vjerojatno neće tvoriti stabilne pjene, ali surfaktanti, smole i druge komponente u premazima adsorbiraju se na granici plin-tekućina, smanjujući međupovršinsku napetost i stvarajući elastični tekući film koji sprječava spajanje i kolaps mjehurića.
II. Osnovna funkcija sredstava protiv pjenjenja: narušavanje stabilnosti tekućeg filma
Funkcija sredstava protiv pjenjenja je poremetiti stabilnost tekućeg filma pjene. Njihov osnovni mehanizam je:
Niska površinska napetost i brzo širenje: Površinska napetost sredstava protiv pjenjenja mnogo je niža od one pjenastog tekućeg filma, tako da se mogu brzo širiti po površini tekućeg filma, zamjenjujući izvorne stabilne molekule. Stvaranje slabih točaka: Tijekom procesa nanošenja, sredstvo protiv pjenjenja odnosi nešto tekućine iz tekućeg filma, uzrokujući da se film stanji i na kraju pukne. Spajanje i plutanje: Za mikromjehuriće (200-300 nm), neka sredstva protiv pjenjenja mogu pospješiti njihovu koalescenciju u veće mjehuriće, ubrzavajući njihovo dizanje na površinu tekućine i naknadno pucanje, čime se potpuno uklanja pjena.
III. Karakteristike sredstava protiv pjenjenja s različitim kemijskim strukturama
Kemijska struktura sredstva protiv pjenjenja određuje njegove radne karakteristike. Uobičajene vrste uključuju:
Sredstva protiv pjenjenja na bazi-polietera: kao što su EO-PO blok polimeri. Ova sredstva protiv pjenjenja imaju dobru kompatibilnost i manja je vjerojatnost da će uzrokovati rupice, ali njihova moć uklanjanja pjene je relativno blaga, što ih čini prikladnima za konvencionalne sustave. Omjer hidrofilno/hidrofobno u njihovoj strukturi je podesiv, što utječe na njihovu disperzibilnost i brzinu uklanjanja pjene u vodi. Sredstva protiv pjenjenja na bazi -silikona: kao što su emulzije polidimetilsiloksana. Silikoni imaju iznimno nisku površinsku napetost, brzu brzinu uklanjanja pjene i izvrsnu učinkovitost suzbijanja pjene. Međutim, neki silikoni mogu migrirati na visokim temperaturama, što dovodi do problema prianjanja međuslojeva. Stoga je potreban pažljiv odabir u sustavima boja za pečenje. Sredstva protiv pjenjenja koja se ne temelje na -silikonskom polimeru-: podijeljena na one koje sadrže hidrofobne čestice i one bez njih. Nosači su neki zvjezdasti-polimeri, akrilati ili ravnolančani-ugljikovodični spojevi, itd. Ovi antifoameri su bez -silikona, izbjegavajući rizik migracije silikona, dok i dalje imaju dobru moć uklanjanja pjene. Za premaze-na bazi otapala, sredstva protiv pjenjenja-na bazi polimera općenito ne sadrže hidrofobne čestice. Međutim, za boje-na bazi vode često su potrebne hidrofobne čestice jer mogu razbiti pjenu, ispunjavajući zahtjeve za uklanjanje pjene za većinu sustava. Međutim, za sustave s iznimno visokim zahtjevima za sjajem ili kod inkjet ispisa, čestice mogu utjecati na sjaj ili uzrokovati začepljenje glave pisača; u takvim slučajevima najbolje je odabrati model koji ne sadrži hidrofobne čestice. Sredstva protiv pjenjenja-na bazi mineralnog ulja: Njihova je struktura slična sredstvima protiv pjenjenja-na bazi-silikonskog polimera, osim što je nosač mineralno ulje. Oni koriste nekompatibilnost između mineralnog ulja i vode, kao i razbijajući-učinak čestica, za uklanjanje pjene. Uglavnom se koriste u arhitektonskim premazima i bojama; oni su ekonomični, ali su njihova-kompatibilnost i dugoročna učinkovitost ograničeni.
IV. Struktura-Odnos izvedbe: kako utječe na aplikacije
Kompatibilnost u odnosu na snagu uklanjanja pjene: Općenito, što je bolja kompatibilnost sredstva protiv pjenjenja, slabija je njegova moć uklanjanja pjene. To je zato što se potpuno kompatibilne molekule teško akumuliraju na sučelju. Stoga treba uspostaviti ravnotežu između to dvoje. Molekularna težina: Sredstva protiv pjenjenja visoke molekularne težine obično su stabilnija, ali difundiraju sporije; sredstva protiv pjenjenja niske molekularne težine difundiraju brže, ali ih sustav može emulgirati i postati neučinkovita. Ne-silikon naspram silikona: Silikonska sredstva protiv pjenjenja učinkovita su na sobnoj temperaturi, ali mogu imati određeni utjecaj na ponovno nanošenje premaza na visokim temperaturama; ne-silikonska sredstva protiv pjenjenja su-otporna na toplinu i prikladna za sustave boja za pečenje.
V. Načela odabira u praktičnim primjenama
Niti jedno sredstvo protiv pjenjenja nije prikladno za sve sustave. Prilikom odabira uzmite u obzir sljedeće:
Viskoznost sustava: Visoka viskoznost zahtijeva jaku sposobnost uklanjanja pjene. Debljina filma: Velika debljina filma zahtijeva sredstvo protiv pjenjenja koje se može nositi s mikromjehurićima. Zahtjevi za sjaj: Sustavi visokog-sjaja moraju izbjegavati sredstva protiv pjenjenja koja utječu na sjaj. Postupak primjene: smicanje velikom-brzinom može uzrokovati neučinkovitost sredstava protiv pjenjenja; moraju se odabrati vrste otporne-na smicanje.
