Monilla aloilla, kuten kemikaalien tuotannossa, vedenkäsittelyssä, elintarvikkeiden jalostuksessa sekä pinnoitteissa ja musteissa, vaahdon muodostuminen vaikuttaa usein tuotannon tehokkuuteen, tuotteiden laatuun ja jopa prosessien turvallisuuteen. Vaahdonestoaineet ydinlisäaineina vaahtoongelmien ratkaisemiseksi ovat pitkään olleet välttämätön osa teollista tuotantoa. Tällä hetkellä markkinoilla olevat vaahdonestoaineet jakautuvat pääasiassa kahteen ryhmään: silikoniset vaahdonestoaineet ja silikonittomat -vaahdonestoaineet. Koostumus- ja rakenneeroista johtuen ne eroavat merkittävästi suorituskyvyn, sovellettavien skenaarioiden ja käyttörajoitusten osalta. Väärä valinta ei ainoastaan ratkaise vaahtoongelmaa, vaan se voi myös johtaa tuotevirheisiin, prosessivirheisiin ja muihin piilotettuihin vaaroihin.
Vaahdonestoaineiden ydintehtävä on häiritä vaahdon stabiilisuutta. Vähentämällä vaahdon pintajännitystä ja rikkomalla vaahtokalvon rakennetta ne saavuttavat kaksoisvaikutuksen, vaahdon rikkomisen ja tukahduttamisen. Olennainen ero silikonittomien ja silikonittomien -vaahdonestoaineiden välillä piilee niiden erilaisissa aktiivisissa ydinaineissa, mikä määrää myös erot niiden myöhemmässä suorituskyvyssä ja sovelluksissa.
Silikonivaahdonestoaineiden keskeinen aktiivinen ainesosa on polysiloksaani (tunnetaan myös silikoniöljynä), johon tavallisesti yhdistetään hydrofobisia hiukkasia (kuten silikoniöljyllä käsitelty hydrofobinen piidioksidi), emulgaattoreita, kantoaineita ja muita komponentteja täydellisen järjestelmän muodostamiseksi.
Sen ydinrakenne koostuu vuorottelevista kierteisistä siloksaanien (Si-O) molekyyliketjuista, joissa jokainen piiatomi on tyypillisesti sitoutunut kahteen metyyliryhmään. Tämä ainutlaatuinen rakenne antaa sille erittäin alhaisen pintajännityksen (tyypillisesti 20-21 dyneä/cm, paljon pienempi kuin veden 72 dyneä/cm) ja kemiallisen stabiilisuuden, mikä estää sitä reagoimasta useimpien happo-emäs-suolajärjestelmien kanssa. Yleisiä silikonivaahdonestoaineita ovat polydimetyylisiloksaanivaahdonestoaineet ja polyeetteri-muokatut silikonivaahdonestoaineet. Polyeetterimodifioidut tuotteet lisäämällä polyeetterisegmenttejä siloksaanimolekyyliin yhdistävät silikonin korkean vaahdonestotehokkuuden ja polyeetterin yhteensopivuuden, mikä tekee niistä sopivia monimutkaisempiin järjestelmiin. Näillä modifioiduilla tuotteilla on myös polyeetterisegmenttien tarjoama voitelu-, levittävyys- ja emulgointistabiilisuus, mikä laajentaa entisestään niiden käyttöskenaarioita.
Silikonittomat -vaahdonestoaineet (tunnetaan myös ei--silikonivaahdonestoaineina) viittaavat vaahdonestoaineisiin, jotka eivät sisällä siloksaanikomponentteja. Niiden tärkeimmät aktiiviset ainesosat sisältävät pääasiassa ei--silikoniaineita, kuten polyeetterit, mineraaliöljyt, rasva-alkoholit, rasvahappoesterit ja akryylipolymeerit. Kuten silikonivaahdonestoaineet, myös silikonittomat vaahdonestoaineet saavuttavat vaahdonestovaikutuksensa vähentämällä vaahdon pintajännitystä ja rikkomalla vaahtokalvon rakennetta. Ero on siinä, että niiden vaikuttavat aineet ovat enimmäkseen vesi--liukoisia tai öljyliukoisia-orgaanisia aineita, jotka luottavat omiin pinta--aktiivisiin ominaisuuksiinsa vaikuttaessaan.
Niistä polyeetterivaahdonestoaineet (kuten polyoksipropyleeni-polyoksieteenilohkokopolymeerit) ovat yleisimmin käytettyjä silikonivapaita vaahdonestoaineita, joilla on hyvä yhteensopivuus ja käänteinen liukoisuus (pilvipistevaikutus). Ne saostuvat ja vaahtoavat korkeissa lämpötiloissa ja liukenevat veteen alhaisissa lämpötiloissa. Mineraaliöljyvaahdonestolaitteet käyttävät mineraaliöljyä kantajana ja niihin on yhdistetty hydrofobisia hiukkasia, joiden kustannukset ovat alhaisemmat. Rasvaalkoholi- ja esterivaahdonestoaineilla on hyvä biohajoavuus ja ne soveltuvat skenaarioihin, joissa ympäristönsuojeluvaatimukset ovat korkeat.
Sovellusskenaariot
Silikonivaahdonestolaitteita, joiden etuna on nopea vaahdonesto, pitkäkestoinen vaahdonesto, kestävyys korkeille ja matalille lämpötiloille sekä happojen ja emästen kesto, käytetään laajalti aloilla, joilla on korkeat vaahdonestotehokkuusvaatimukset ja ankarat prosessiympäristöt. Ne soveltuvat erityisesti skenaarioihin, joissa vaahtoa on paljon ja vaahtoa syntyy jatkuvasti. Erityiset sovellukset ovat seuraavat:
Kemiallisen tuotannon alalla silikonivaahdonestolaitteet soveltuvat erilaisiin kemiallisiin reaktioihin, liuossekoitukseen, tislaukseen, uuttamiseen ja muihin prosesseihin, kuten synteettisten hartsien, kumin, pinnoitteiden raaka-aineiden tuotantoon ja happo{0}}emäksen neutralointireaktioihin. Koska kemikaalien tuotantoon liittyy usein ankaria olosuhteita, kuten korkea lämpötila, korkea paine sekä vahvoja happoja ja emäksiä, silikonivaahdonestoaineiden kemiallinen stabiilisuus ja lämpötilankesto täyttävät nämä vaatimukset, mikä estää tehokkaasti ongelmia, kuten heikentynyttä reaktiotehokkuutta ja vaahdon aiheuttamaa materiaalihukkaa. Esimerkiksi polyuretaanisynteesireaktioissa silikonivaahdonestoaineet voivat nopeasti poistaa reaktion aikana muodostuneen suuren vaahtomäärän, mikä varmistaa tuotteen tasaisen molekyylipainon; Päällystysraaka-aineiden tuotannossa ne voivat estää vaahdon muodostumista pigmentin dispergoinnin aikana, mikä parantaa raaka-aineen puhtautta.
Silikonittomia-vaahdonestoaineita, joiden etuna on hyvä yhteensopivuus, silikonijäämätön ja helppo biohajoavuus, käytetään pääasiassa tilanteissa, joissa tuotteen puhtaus- ja pinnanlaatuvaatimukset ovat korkeat tai joissa silikonikomponentit ovat kiellettyjä. Erityiset sovellukset ovat seuraavat:
Pinnoite-, muste- ja liimateollisuudessa tämä on yksi silikonittomien -vaahdonestoaineiden tärkeimmistä käyttökohteista. Soveltuu erityisesti korkealaatuisille-puupinnoitteille, automaaleille, metallimaaleille, UV-kovetusjärjestelmille, muovipinnoitteille (PP, ABS jne.) ja polyolefiinikalvopainomusteille. Näissä sovelluksissa silikonivaahdonestoaineet voivat helposti aiheuttaa pintavikoja, kuten reikiä, kalansilmiä ja silikoniläiskiä, jotka vaikuttavat pinnoitteen tasoittumiseen, tarttumiseen ja tulostustuloksiin. Silikonittomat vaahdonestoaineet (kuten akryylipolymeerit ja polyeetterit) ovat hyvin yhteensopivia ja poistavat tehokkaasti vaahtoa vaikuttamatta tuotteen ulkonäköön tai myöhempään käsittelyn suorituskykyyn (kuten uudelleenpinnoitettavuuteen ja sidoslujuuteen). Esimerkiksi LED-kotelointiliimoissa ja optisten komponenttien liimauksessa silikonittomat vaahdonestoaineet varmistavat, että tiivistetyt osat ovat läpinäkyviä, reikiä{8}}vapaita eivätkä vaikuta optiseen suorituskykyyn tai tarttumiseen.
Elektroniikka- ja tarkkuustyöstöaloilla tämä tuote soveltuu muun muassa piirilevyjen puhdistukseen, elektroniikkakomponenttien puhdistukseen ja metallin tarkkuuskäsittelyyn (teräslevyjen puhdistus, fosfatointi, pinnoituksen esikäsittely). Silikonikomponentit ovat tiukasti valvottuja epäpuhtauksia puolijohdeteollisuudessa. Silikonin jäännös voi johtaa oikosulkuihin, huonoon juottoon ja fosfatointikalvon laadun heikkenemiseen. Silikonittomat -vaahdonestoaineet (kuten erityiset polyeetterit ja fluorihiilivedyt) eivät jätä silikonijäämiä, mikä estää piikontaminaation ja varmistaa tuotteen tarkkuuden ja suorituskyvyn. Esimerkiksi piirilevyjen puhdistuksessa silikonittomat -vaahdonestoaineet poistavat puhdistusliuoksessa olevan vaahdon jättämättä epäpuhtauksia, mikä varmistaa piirilevyn eristyskyvyn.
Tekstiilipaino- ja värjäysteollisuudessa se soveltuu vaaleiden kankaiden värjäämiseen, painamiseen ja viimeistelyyn (pehmennykseen). Silikonijäämät ovat vaikeasti pestävissä ja voivat muodostaa "silikoniakkuja" kuivumisen jälkeen aiheuttaen väri- ja värieroja. Se voi myös olla ristiriidassa silikonipehmentimien kanssa. Rasvaalkoholiemulsiot ja polyeetteri-pohjaiset silikonittomat vaahdonestoaineet{5}} voivat välttää nämä ongelmat varmistaen tasaisen värjäyksen ja puhtaan kankaan pinnan.
Silikoniset vaahdonestoaineet ja silikonittomat vaahdonestoaineet eivät ole "laadultaan päinvastaisia", vaan kummallakin on omat vahvuutensa ja ne sopivat erilaisiin tilanteisiin: silikonivaahdonestoaineet ovat ylivoimaisia korkean tehokkuuden, pitkäkestoisen -vaikutuksen ja ankarissa ympäristöissä kestävyyden suhteen, joten ne sopivat skenaarioihin, joissa vaahdonestoteholle on korkeat vaatimukset eikä jäännösrajoituksia. silikonittomat -vaahdonestoaineet ovat ylivoimaisia hyvän yhteensopivuuden, jäämättömyyden ja ympäristöystävällisyyden suhteen, joten ne sopivat tilanteisiin, joissa tuotteen laatu- ja ympäristönsuojeluvaatimukset ovat korkeat ja joissa silikonikomponentit ovat kiellettyjä.
