En molts camps, com ara la producció química, el tractament de l'aigua, el processament d'aliments i els recobriments i tintes, la generació d'escuma sovint afecta l'eficiència de la producció, la qualitat del producte i fins i tot la seguretat del procés. Els antiespumantes, com a additius bàsics per resoldre problemes d'escuma, han estat durant molt de temps una part indispensable de la producció industrial. Actualment, els antiespumantes del mercat es divideixen principalment en dos camps-antiespumantes de silicona i-antiespumantes sense silicona. A causa de les diferències de composició i estructura, difereixen significativament en el rendiment, els escenaris aplicables i les restriccions d'ús. Una selecció incorrecta no només no resol el problema de l'escuma, sinó que també pot provocar defectes del producte, fallades del procés i altres perills ocults.
La funció principal dels antiespumantes és alterar l'estabilitat de l'escuma. Reduint la tensió superficial de l'escuma i alterant l'estructura de la pel·lícula d'escuma, aconsegueixen el doble efecte de trencar i suprimir l'escuma. La diferència essencial entre els antiespumantes-de silicona i sense silicona rau en els seus diferents ingredients actius bàsics, que també determina les diferències en el seu rendiment i aplicacions posteriors.
L'ingredient actiu bàsic dels antiespumantes de silicona és el polisiloxà (també conegut com a oli de silicona), que normalment es combina amb partícules hidròfobes (com la sílice hidrofòbica tractada amb oli de silicona), emulsionants, portadors i altres components per formar un sistema complet.
La seva estructura principal consisteix en cadenes moleculars helicoïdals alternes de siloxans (Si-O), amb cada àtom de silici normalment unit a dos grups metil. Aquesta estructura única li proporciona una tensió superficial extremadament baixa (normalment 20-21 dines/cm, molt inferior a les 72 dines/cm de l'aigua) i una estabilitat química, evitant que reaccioni amb la majoria dels sistemes àcid-base{-sals. Els tipus comuns d'antiespumantes de silicona inclouen els antiespumantes de polidimetilsiloxà i els antiespumantes de silicona modificats amb polièter-. Els productes modificats amb polièter, mitjançant la introducció de segments de polièter a la molècula de siloxà, combinen l'alta eficiència antiespumante de la silicona amb la compatibilitat del polièter, fent-los aptes per a sistemes més complexos. Aquests productes modificats també posseeixen l'estabilitat de lubricació, extensibilitat i emulsió que proporcionen els segments de polièter, ampliant encara més els seus escenaris d'aplicació.
Els antiespumantes-sense silicona (també coneguts com a antiespumantes no-de silicona) es refereixen als antiespumantes que no contenen components de siloxà. Els seus ingredients actius bàsics inclouen principalment substàncies no-de silicona com ara polièters, olis minerals, alcohols grassos, èsters d'àcids grassos i polímers acrílics. De manera similar als antiespumantes de silicona, els antiespumantes-sense silicona també aconsegueixen el seu efecte antiespumante reduint la tensió superficial de l'escuma i alterant l'estructura de la pel·lícula d'escuma. La diferència rau en el fet que els seus ingredients actius són majoritàriament substàncies orgàniques-solubles en aigua o-solubles en oli, que depenen de les seves pròpies propietats-actives de superfície per exercir els seus efectes.
Entre ells, els antiespumantes de polièter (com ara els copolímers de bloc de polioxipropilè-polioxietilè) són els antiespumantes-sense silicona més utilitzats, amb bona compatibilitat i solubilitat inversa (efecte de punt de núvol). Precipiten i desescumen a altes temperatures i es dissolen en aigua a baixes temperatures. Els antiespumantes d'oli mineral utilitzen oli mineral com a portador i es combinen amb partícules hidròfobes, que tenen un cost més baix. Els antiespumantes d'alcohol gras i d'èsters tenen una bona biodegradabilitat i són adequats per a escenaris amb alts requisits de protecció del medi ambient.
Escenaris d'aplicació
Els antiespumantes de silicona, amb els seus avantatges d'eliminació d'escuma ràpida, supressió d'escuma{0}}de llarga durada, resistència a altes i baixes temperatures i resistència als àcids i àlcalis, s'utilitzen àmpliament en camps amb requisits d'eficiència d'antiescuma elevada i entorns de procés durs. Són especialment adequats per a escenaris amb grans quantitats d'escuma i generació contínua d'escuma. Les aplicacions específiques són les següents:
En el camp de la producció química, els antiespumantes de silicona són adequats per a diverses reaccions químiques, agitació de solucions, destil·lació, extracció i altres processos, com ara la producció de resines sintètiques, cautxú, matèries primeres de recobriment i reaccions de neutralització àcid-base. Com que la producció química sovint implica condicions dures com ara alta temperatura, alta pressió i àcids i àlcalis forts, l'estabilitat química i la resistència a la temperatura dels antiespumantes de silicona compleixen aquests requisits, evitant eficaçment problemes com la disminució de l'eficiència de la reacció i els residus de material causats per l'escuma. Per exemple, en les reaccions de síntesi de poliuretà, els antiespumantes de silicona poden eliminar ràpidament la gran quantitat d'escuma generada durant la reacció, assegurant un pes molecular uniforme del producte; en la producció de matèries primeres de recobriment, poden suprimir la generació d'escuma durant la dispersió del pigment, millorant la puresa de la matèria primera.
Els antiespumantes-sense silicona, amb els seus avantatges d'una bona compatibilitat, sense residus de silicona i fàcil biodegradabilitat, s'utilitzen principalment en escenaris en què els requisits de puresa i qualitat superficial del producte són alts, o on els components de silicona estan prohibits. Les aplicacions específiques són les següents:
A la indústria de recobriments, tintes i adhesius, aquesta és una de les àrees d'aplicació bàsiques dels antiespumantes-sense silicona, especialment indicada per a recobriments de fusta-d'alt grau, pintures d'automòbils, pintures metàl·liques, sistemes de curat UV, recobriments de plàstic (PP, ABS, etc.) i tintes d'impressió de pel·lícules de poliolefina. En aquestes aplicacions, els antiespumantes de silicona poden causar fàcilment defectes superficials com ara forats, ulls de peix i taques de silicona, afectant l'anivellament del recobriment, l'adhesió i els resultats d'impressió. Els antiespumantes lliures de silicona-(com els polímers acrílics i els polièters) tenen una bona compatibilitat, desespumant eficaçment sense afectar l'aspecte del producte ni el rendiment del processament posterior (com ara la recobribilitat i la força d'unió). Per exemple, en els adhesius d'encapsulació de LED i en l'encapsulament de components òptics, els antiespumantes-sense silicona asseguren que les peces encapsulades siguin transparents, lliures de forats- i no afectin el rendiment òptic ni l'adhesió.
En els camps de l'electrònica i el mecanitzat de precisió, aquest producte és adequat per a la neteja de PCB, la neteja de components electrònics i el processament de metalls de precisió (neteja de plaques d'acer, fosfatació, tractament de pre-reparatatge), entre altres escenaris. Els components de silicona són contaminants estrictament controlats a la indústria dels semiconductors. La silicona residual pot provocar curtcircuits, soldadura deficient i deteriorament de la qualitat de la pel·lícula de fosfatació. Els antiespumantes-sense silicona (com ara polièters especials i fluorocarburs) no deixen residus de silicona, evitant la contaminació de silici i garantint la precisió i el rendiment del producte. Per exemple, en la neteja de PCB, els antiescuma-sense silicona eliminen l'escuma de la solució de neteja sense deixar impureses, garantint el rendiment d'aïllament de la placa de circuit.
A la indústria de la impressió i el tenyit tèxtils, és adequat per a tenyir, estampar i acabar (suavitzar) de teixits-de colors clars. Els residus de silicona són difícils de rentar i poden formar "taques de silicona" després de l'assecat, provocant variacions de color i diferències de color. També pot entrar en conflicte amb suavitzants de silicona. Les emulsions d'alcohol gras i els antiespumantes sense silicona-polièter- poden evitar aquests problemes, garantint un tenyit uniforme i una superfície de teixit neta.
Els antiespumantes de silicona i els antiespumantes-sense silicona no són "oposats en qualitat", sinó que cadascun té els seus propis punts forts i és adequat per a diferents escenaris: els antiespumantes de silicona són superiors en termes d'alta eficiència, efecte-durador i resistència a entorns hostiles, el que els fa adequats per a escenaris amb alts requisits d'eficiència d'antiescuma i sense restriccions d'eficiència de silicona; Els antiespumantes-sense silicona són superiors pel que fa a una bona compatibilitat, sense residus i respectuosos amb el medi ambient, el que els fa adequats per a escenaris amb alts requisits de qualitat del producte i protecció del medi ambient, i on els components de silicona estan prohibits.
