Во многих областях, таких как химическое производство, очистка воды, пищевая промышленность, а также производство покрытий и чернил, образование пены часто влияет на эффективность производства, качество продукции и даже безопасность процессов. Пеногасители как основные добавки для решения проблем с пенообразованием уже давно стали незаменимой частью промышленного производства. В настоящее время пеногасители, представленные на рынке, в основном делятся на два лагеря: -силиконовые пеногасители и пеногасители, не содержащие силикона-. Из-за различий в составе и структуре они существенно различаются по производительности, применимым сценариям и ограничениям использования. Неправильный выбор не только не решит проблему пены, но также может привести к дефектам продукции, сбоям в процессе и другим скрытым опасностям.
Основная функция пеногасителей – нарушение стабильности пены. Уменьшая поверхностное натяжение пены и разрушая структуру пленки пены, они достигают двойного эффекта: разрушения и подавления пены. Существенная разница между силиконовыми и-пеногасителями, не содержащими силикона, заключается в их различных основных активных ингредиентах, что также определяет различия в их последующих характеристиках и применении.
Основным активным ингредиентом силиконовых пеногасителей является полисилоксан (также известный как силиконовое масло), который обычно смешивают с гидрофобными частицами (такими как гидрофобный диоксид кремния, обработанный силиконовым маслом), эмульгаторами, носителями и другими компонентами, образуя полную систему.
Его основная структура состоит из чередующихся спиральных молекулярных цепочек силоксанов (Si-O), где каждый атом кремния обычно связан с двумя метильными группами. Эта уникальная структура придает ему чрезвычайно низкое поверхностное натяжение (обычно 20-21 дин/см, что намного ниже, чем у воды 72 дин/см) и химическую стабильность, предотвращая его реакцию с большинством кислотных-основных-солевых систем. Распространенные типы силиконовых пеногасителей включают полидиметилсилоксановые пеногасители и силиконовые пеногасители, модифицированные простым эфиром. Продукты, модифицированные полиэфиром, путем введения сегментов полиэфира в молекулу силоксана сочетают в себе высокую пеногасящую эффективность силикона с совместимостью полиэфира, что делает их подходящими для более сложных систем. Эти модифицированные продукты также обладают смазочной, растекающейся и эмульгирующей стабильностью, обеспечиваемой полиэфирными сегментами, что еще больше расширяет сценарии их применения.
Пеногасители, не содержащие-силикона (также известные как не-силиконовые пеногасители), относятся к пеногасителям, не содержащим силоксановых компонентов. Их основные активные ингредиенты в основном включают несиликоновые вещества, такие как полиэфиры, минеральные масла, жирные спирты, сложные эфиры жирных кислот и акриловые полимеры. Подобно силиконовым пеногасителям, пеногасители, не содержащие силикона-, также достигают пеногасящего эффекта за счет снижения поверхностного натяжения пены и разрушения структуры пенной пленки. Разница заключается в том, что их активные ингредиенты в основном представляют собой водо-растворимые или масло-растворимые органические вещества, действие которых зависит от их собственных поверхностных-активных свойств.
Среди них полиэфирные пеногасители (такие как блок-сополимеры полиоксипропилена-полиоксиэтилена) являются наиболее широко используемыми пеногасителями,-не содержащими силикона, с хорошей совместимостью и обратной растворимостью (эффект точки помутнения). Они выпадают в осадок и пенятся при высоких температурах и растворяются в воде при низких температурах. Пеногасители на минеральном масле используют минеральное масло в качестве носителя и содержат гидрофобные частицы, которые имеют более низкую стоимость. Пеногасители на основе жирных спиртов и сложных эфиров обладают хорошей биоразлагаемостью и подходят для сценариев с высокими требованиями к защите окружающей среды.
Сценарии применения
Силиконовые пеногасители, обладающие такими преимуществами, как быстрое пенообразование, -длительное подавление пенообразования, устойчивость к высоким и низким температурам, а также устойчивость к кислотам и щелочам, широко используются в областях с высокими требованиями к эффективности пенообразования и в суровых технологических средах. Они особенно подходят для сценариев с большим количеством пены и постоянным пенообразованием. Конкретные приложения следующие:
В области химического производства силиконовые пеногасители подходят для различных химических реакций, перемешивания растворов, дистилляции, экстракции и других процессов, таких как производство синтетических смол, каучука, сырья для покрытий и реакций кислотно-основной нейтрализации. Поскольку химическое производство часто связано с суровыми условиями, такими как высокая температура, высокое давление, сильные кислоты и щелочи, химическая стабильность и термостойкость силиконовых пеногасителей отвечают этим требованиям, эффективно предотвращая такие проблемы, как снижение эффективности реакции и отходы материала, вызванные пеной. Например, в реакциях синтеза полиуретана силиконовые пеногасители могут быстро устранить большое количество пены, образующейся в ходе реакции, обеспечивая однородную молекулярную массу продукта; при производстве сырья для покрытия они могут подавлять образование пены во время диспергирования пигмента, улучшая чистоту сырья.
Пеногасители,-не содержащие силикона, благодаря хорошей совместимости, отсутствию остатков силикона и легкой биоразлагаемости, в основном используются в тех случаях, когда требования к чистоте продукта и качеству поверхности высоки или где силиконовые компоненты запрещены. Конкретные приложения следующие:
В производстве покрытий, чернил и клеев это одна из основных областей применения пеногасителей,-не содержащих силикона, особенно подходящих для высококачественных-покрытий по дереву, автомобильных красок, металлических красок, систем УФ-отверждения, пластиковых покрытий (ПП, АБС и т. д.) и печатных красок для полиолефиновых пленок. В этих случаях силиконовые пеногасители могут легко вызвать поверхностные дефекты, такие как точечные отверстия, «рыбьи глаза» и силиконовые пятна, что влияет на выравнивание покрытия, адгезию и результаты печати. Пеногасители, не содержащие силикона-(такие как акриловые полимеры и полиэфиры), обладают хорошей совместимостью, эффективно пеногасят, не влияя на внешний вид продукта или характеристики последующей обработки (например, на возможность повторного нанесения покрытия и прочность сцепления). Например, в клеях для герметизации светодиодов и герметизации оптических компонентов пеногасители, не содержащие силикона,-гарантируют, что герметизированные детали прозрачны, не содержат пор-и не влияют на оптические характеристики или адгезию.
В области электроники и точной обработки этот продукт подходит для очистки печатных плат, электронных компонентов и прецизионной обработки металлов (очистка стальных пластин, фосфатирование, пред-обработка гальванопокрытием), а также для других задач. Силиконовые компоненты являются строго контролируемыми загрязнителями в полупроводниковой промышленности. Остатки силикона могут привести к коротким замыканиям, плохой пайке и ухудшению качества фосфатирующей пленки. Пеногасители,-не содержащие силикона (например, специальные полиэфиры и фторуглероды), не оставляют остатков силикона, что позволяет избежать загрязнения кремнием и обеспечить точность и производительность продукта. Например, при очистке печатных плат пеногасители,-не содержащие силикона, удаляют пену из чистящего раствора, не оставляя примесей, обеспечивая изоляционные характеристики печатной платы.
В текстильной полиграфической и красильной промышленности он подходит для крашения, печати и отделки (смягчения) светлых-тканей. Остатки силикона трудно смыть, и после высыхания они могут образовывать «силиконовые пятна», вызывая изменения цвета и различия в цвете. Он также может конфликтовать с силиконовыми смягчителями. Эмульсии жирных спиртов и пеногасители на основе полиэфиров-силикона-могут избежать этих проблем, обеспечивая равномерное окрашивание и чистую поверхность ткани.
Силиконовые пеногасители и-пеногасители, не содержащие силикона, не являются «противоположными по качеству», а, скорее, каждый из них имеет свои сильные стороны и подходит для разных сценариев: силиконовые пеногасители превосходят их с точки зрения высокой эффективности, длительного-эффекта и устойчивости к суровым условиям окружающей среды, что делает их подходящими для сценариев с высокими требованиями к эффективности пеногасителя и отсутствием ограничений на количество остатков силикона; Пеногасители, не содержащие силикона-, превосходны с точки зрения хорошей совместимости, отсутствия остатков и экологичности, что делает их пригодными для сценариев с высокими требованиями к качеству продукции и защите окружающей среды, а также там, где силиконовые компоненты запрещены.
