U mnogim oblastima kao što su hemijska proizvodnja, tretman vode, prerada hrane i premazi i mastila, stvaranje pjene često utiče na efikasnost proizvodnje, kvalitet proizvoda, pa čak i na bezbednost procesa. Defoamers, kao osnovni aditivi za rješavanje problema s pjenom, dugo su bili neizostavan dio industrijske proizvodnje. Trenutno su sredstva za uklanjanje pjenjenja na tržištu uglavnom podijeljena u dva tabora-silikonskih odpjenivača i-bez silikona. Zbog razlika u sastavu i strukturi, oni se značajno razlikuju u performansama, primjenjivim scenarijima i ograničenjima upotrebe. Nepravilan odabir ne samo da ne rješava problem s pjenom, već može dovesti i do kvarova proizvoda, kvarova u procesu i drugih skrivenih opasnosti.
Osnovna funkcija defoamera je da poremete stabilnost pjene. Smanjenjem površinske napetosti pjene i narušavanjem strukture pjenastog filma, postižu se dvostruki efekti lomljenja i potiskivanja pjene. Suštinska razlika između silikona i silikona-bez silikona protiv pjene leži u njihovim različitim osnovnim aktivnim sastojcima, što također određuje razlike u njihovim kasnijim performansama i primjeni.
Osnovni aktivni sastojak silikonskih defoamera je polisiloksan (također poznat kao silikonsko ulje), koji je obično spojen sa hidrofobnim česticama (kao što je hidrofobni silicijum tretiran silikonskim uljem), emulgatorima, nosačima i drugim komponentama kako bi se formirao kompletan sistem.
Njegova jezgra se sastoji od naizmjeničnih spiralnih molekulskih lanaca siloksana (Si-O), pri čemu je svaki atom silicija tipično vezan za dvije metil grupe. Ova jedinstvena struktura daje mu izuzetno nisku površinsku napetost (obično 20-21 dina/cm, daleko nižu od 72 dina/cm vode) i hemijsku stabilnost, sprečavajući da reaguje sa većinom kiselinskih{5}}baznih-sistema soli. Uobičajeni tipovi silikonskih sredstava za otpjenjivanje uključuju polidimetilsiloksanske sredstva za otpjenjivanje i polieter-modificirane silikonske sredstva za otpjenjivanje. Polieter-modifikovani proizvodi, uvođenjem polieterskih segmenata u molekul siloksana, kombinuju visoku efikasnost pene silikona sa kompatibilnošću polietera, što ih čini pogodnim za složenije sisteme. Ovi modificirani proizvodi također posjeduju stabilnost podmazivanja, razmazivanja i emulgiranja koju osiguravaju polieterski segmenti, dodatno proširujući njihove scenarije primjene.
Sredstva za otpjenjivanje-bez silikona (također poznata kao ne-silikonska sredstva za otpjenjivanje) odnose se na sredstva za otpjenjivanje koji ne sadrže komponente siloksana. Njihovi osnovni aktivni sastojci uglavnom uključuju ne-silikonske supstance kao što su polieteri, mineralna ulja, masni alkoholi, estri masnih kiselina i akrilni polimeri. Slično silikonskim protivpjenušavacima, protivpjenušači bez silikona- također postižu svoj efekat protiv pjene smanjenjem površinskog napona pjene i narušavanjem strukture pjenastog filma. Razlika je u činjenici da su njihovi aktivni sastojci uglavnom u vodi-topivi ili u ulju-organske supstance, koje se oslanjaju na vlastita površinski{9}}aktivna svojstva da ispoljavaju svoje djelovanje.
Među njima, antipjenušači od polietera (kao što su polioksipropilen-polioksietilenski blok kopolimeri) su najčešće korišteni protivpjenušači bez silikona-, sa dobrom kompatibilnošću i povratnom rastvorljivošću (efekat tačke oblaka). Na visokim temperaturama se talože i pjene, a na niskim se otapaju u vodi. Sredstva za otpjenjivanje mineralnih ulja koriste mineralno ulje kao nosač i sastavljena su od hidrofobnih čestica koje imaju nižu cijenu. Sredstva za otpjenjivanje masnog alkohola i estera imaju dobru biorazgradljivost i pogodni su za scenarije s visokim zahtjevima zaštite okoliša.
Scenariji aplikacija
Silikonski sredstva za otpjenjivanje, sa svojim prednostima brzog otpjenjivanja,-dugotrajnog potiskivanja pjene, otpornosti na visoke i niske temperature, te otpornosti na kiseline i alkalije, imaju široku primjenu u poljima s visokim zahtjevima za efikasno otpjenjivanje i teškim procesnim okruženjima. Posebno su pogodni za scenarije s velikim količinama pjene i kontinuiranim stvaranjem pjene. Specifične primjene su sljedeće:
U oblasti hemijske proizvodnje, silikonski defoameri su pogodni za različite hemijske reakcije, mešanje rastvora, destilaciju, ekstrakciju i druge procese, kao što su proizvodnja sintetičkih smola, gume, sirovina za oblaganje i reakcije kiselo{0}}bazne neutralizacije. Budući da hemijska proizvodnja često uključuje teške uslove kao što su visoka temperatura, visoki pritisak i jake kiseline i alkalije, hemijska stabilnost i temperaturna otpornost silikonskih defoamera ispunjavaju ove zahteve, efikasno sprečavajući probleme kao što su smanjena efikasnost reakcije i otpad materijala uzrokovan penom. Na primjer, u reakcijama sinteze poliuretana, silikonski sredstva protiv pjene mogu brzo eliminirati veliku količinu pjene koja nastaje tokom reakcije, osiguravajući ujednačenu molekularnu težinu proizvoda; u proizvodnji sirovina za premazivanje, mogu suzbiti stvaranje pjene tokom disperzije pigmenta, poboljšavajući čistoću sirovine.
Antipjenušači bez silikona, sa svojim prednostima dobre kompatibilnosti, bez ostataka silikona i lake biorazgradljivosti, uglavnom se koriste u scenarijima gdje su zahtjevi za čistoćom proizvoda i kvalitetom površine visoki ili gdje su komponente silikona zabranjene. Specifične primjene su sljedeće:
U industriji premaza, mastila i ljepila, ovo je jedno od osnovnih područja primjene za pjenušače bez silikona-, posebno pogodno za visoko-premaze za drvo, automobilske boje, metalik boje, UV sisteme za sušenje, plastične premaze (PP, ABS, itd.) i boje za štampanje poliolefinskih filmova. U ovim aplikacijama, silikonski sredstva protiv pjene mogu lako uzrokovati površinske defekte kao što su rupice, riblje oči i silikonske mrlje, utičući na izravnavanje premaza, prianjanje i rezultate tiska. Sredstva za otpjenjenje-bez silikona (kao što su akrilni polimeri i polieteri) imaju dobru kompatibilnost, efikasno uklanjaju pjenu bez uticaja na izgled proizvoda ili performanse naknadne obrade (kao što je mogućnost ponovnog nanošenja premaza i čvrstoća vezivanja). Na primjer, kod ljepila za LED inkapsulaciju i zalivanja optičkih komponenti, antipjenušači bez silikona - osiguravaju da dijelovi posude budu providni, bez rupica- i da ne utiču na optičke performanse ili adheziju.
U oblastima elektronike i precizne mašinske obrade, ovaj proizvod je pogodan za čišćenje PCB-a, čišćenje elektronskih komponenti i preciznu obradu metala (čišćenje čeličnih ploča, fosfatiranje, pre-prerada), između ostalih scenarija. Silikonske komponente su strogo kontrolisane kontaminante u industriji poluprovodnika. Preostali silikon može dovesti do kratkih spojeva, lošeg lemljenja i pogoršanja kvaliteta fosfatnog filma. Sredstva za otpjenjivanje bez silikona (kao što su specijalni polieteri i fluorougljici) ne ostavljaju ostatke silikona, izbjegavajući kontaminaciju silikona i osiguravajući preciznost i performanse proizvoda. Na primjer, u čišćenju PCB-a, antipjenušači bez silikona- eliminišu pjenu u otopini za čišćenje bez ostavljanja nečistoća, osiguravajući performanse izolacije ploče.
U industriji za štampanje i bojenje tekstila, pogodan je za bojenje, štampanje i doradu (omekšavanje) svijetlih-tkanina. Ostaci silikona se teško ispiraju i mogu formirati "silikonske mrlje" nakon sušenja, uzrokujući varijacije u boji i razlike u boji. Takođe može biti u sukobu sa silikonskim omekšivačima. Emulzije masnog alkohola i antipjenušači bez silikona-na bazi polietera{5}} mogu izbjeći ove probleme, osiguravajući ujednačeno bojenje i čistu površinu tkanine.
Sredstva za otpjenjivanje silikona i sredstva za uklanjanje pjene{0}}bez silikona nisu "suprotnog kvaliteta", već svaki ima svoje prednosti i pogodan je za različite scenarije: silikonski odpjenilači su superiorniji u pogledu visoke efikasnosti, dugotrajnog{1}}efekta i otpornosti na oštre okoline, što ih čini prikladnim za scenarije s visokim zahtjevima za efikasno otpjenjivanje i bez ograničenja u pogledu efikasnosti otpjenjivanja silikona; Sredstva za otpjenjivanje-bez silikona su superiorna u smislu dobre kompatibilnosti, bez ostataka i ekološke prihvatljivosti, što ih čini pogodnim za scenarije s visokim zahtjevima za kvalitet proizvoda i zaštitu okoliša, i gdje su komponente silikona zabranjene.
