Op veel gebieden, zoals de chemische productie, waterbehandeling, voedselverwerking en coatings en inkten, heeft schuimvorming vaak invloed op de productie-efficiëntie, productkwaliteit en zelfs procesveiligheid. Ontschuimers zijn, als kernadditieven voor het oplossen van schuimproblemen, lange tijd een onmisbaar onderdeel van de industriële productie geweest. Momenteel zijn de ontschuimers op de markt hoofdzakelijk onderverdeeld in twee kampen:-siliconenontschuimers en siliconen-vrije ontschuimers. Vanwege verschillen in samenstelling en structuur verschillen ze aanzienlijk in prestaties, toepasselijke scenario's en gebruiksbeperkingen. Onjuiste selectie lost niet alleen het schuimprobleem niet op, maar kan ook leiden tot productdefecten, procesfouten en andere verborgen gevaren.
De kernfunctie van ontschuimers is het verstoren van de stabiliteit van schuim. Door de oppervlaktespanning van het schuim te verminderen en de schuimfilmstructuur te verstoren, bereiken ze de dubbele effecten van het breken en onderdrukken van schuim. Het essentiële verschil tussen siliconen- en siliconen{2}}vrije antischuimmiddelen ligt in hun verschillende actieve kerningrediënten, die ook de verschillen in hun latere prestaties en toepassingen bepalen.
Het belangrijkste actieve ingrediënt van siliconenontschuimers is polysiloxaan (ook bekend als siliconenolie), dat meestal wordt gemengd met hydrofobe deeltjes (zoals hydrofoob silica behandeld met siliconenolie), emulgatoren, dragers en andere componenten om een compleet systeem te vormen.
De kernstructuur bestaat uit afwisselende spiraalvormige moleculaire ketens van siloxanen (Si-O), waarbij elk siliciumatoom doorgaans gebonden is aan twee methylgroepen. Deze unieke structuur zorgt voor een extreem lage oppervlaktespanning (doorgaans 20-21 dynes/cm, veel lager dan de 72 dynes/cm van water) en chemische stabiliteit, waardoor wordt voorkomen dat het reageert met de meeste zure-base-zoutsystemen. Veel voorkomende typen siliconenontschuimers zijn onder meer polydimethylsiloxaan-ontschuimers en polyether-gemodificeerde siliconen-ontschuimers. Met polyether gemodificeerde producten combineren, door polyethersegmenten in het siloxaanmolecuul te introduceren, de hoge ontschuimingsefficiëntie van siliconen met de compatibiliteit van polyether, waardoor ze geschikt zijn voor complexere systemen. Deze gemodificeerde producten beschikken ook over de smerende, smeerbaarheid en emulgatiestabiliteit die door de polyethersegmenten wordt geboden, waardoor hun toepassingsscenario's verder worden uitgebreid.
Siliconen-vrije ontschuimers (ook bekend als niet-siliconenontschuimers) verwijzen naar ontschuimers die geen siloxaancomponenten bevatten. Hun belangrijkste actieve ingrediënten omvatten voornamelijk niet-siliconenstoffen zoals polyethers, minerale oliën, vetalcoholen, vetzuuresters en acrylpolymeren. Net als siliconenontschuimers bereiken siliconen-vrije ontschuimers ook hun ontschuimende effect door de oppervlaktespanning van het schuim te verminderen en de schuimfilmstructuur te verstoren. Het verschil ligt in het feit dat hun actieve ingrediënten meestal water-oplosbare of olie-oplosbare organische stoffen zijn, die afhankelijk zijn van hun eigen oppervlakte-actieve eigenschappen om hun effecten uit te oefenen.
Onder hen zijn polyether-ontschuimers (zoals polyoxypropyleen-polyoxyethyleen-blokcopolymeren) de meest gebruikte siliconen--vrije ontschuimers, met goede compatibiliteit en omgekeerde oplosbaarheid (troebelpunteffect). Ze slaan neer en ontschuimen bij hoge temperaturen en lossen bij lage temperaturen op in water. Ontschuimers voor minerale olie gebruiken minerale olie als drager en zijn samengesteld met hydrofobe deeltjes, die lagere kosten hebben. Vetalcohol- en ester-ontschuimers hebben een goede biologische afbreekbaarheid en zijn geschikt voor scenario's met hoge eisen op het gebied van milieubescherming.
Toepassingsscenario's
Siliconenontschuimers, met hun voordelen van snelle ontschuiming, langdurige schuimonderdrukking, weerstand tegen hoge en lage temperaturen, en weerstand tegen zuren en logen, worden veel gebruikt in velden met hoge vereisten voor ontschuimingsefficiëntie en zware procesomgevingen. Ze zijn vooral geschikt voor scenario's met grote hoeveelheden schuim en continue schuimontwikkeling. Specifieke toepassingen zijn als volgt:
Op het gebied van de chemische productie zijn siliconenontschuimers geschikt voor verschillende chemische reacties, roeren in oplossingen, destillatie, extractie en andere processen, zoals de productie van synthetische harsen, rubber, coatinggrondstoffen en zuur-base-neutralisatiereacties. Omdat chemische productie vaak zware omstandigheden met zich meebrengt, zoals hoge temperaturen, hoge druk en sterke zuren en logen, voldoen de chemische stabiliteit en temperatuurbestendigheid van siliconenontschuimers aan deze eisen, waardoor problemen zoals verminderde reactie-efficiëntie en materiaalverspilling veroorzaakt door schuim effectief worden voorkomen. Bij polyurethaansynthesereacties kunnen siliconenontschuimers bijvoorbeeld snel de grote hoeveelheid schuim elimineren die tijdens de reactie wordt gegenereerd, waardoor een uniform molecuulgewicht van het product wordt gegarandeerd; bij de productie van coatinggrondstoffen kunnen ze de schuimvorming tijdens de pigmentdispersie onderdrukken, waardoor de zuiverheid van de grondstoffen wordt verbeterd.
Siliconen-vrije ontschuimers, met hun voordelen van goede compatibiliteit, geen siliconenresten en gemakkelijke biologische afbreekbaarheid, worden voornamelijk gebruikt in scenario's waarin de eisen aan de productzuiverheid en oppervlaktekwaliteit hoog zijn, of waar siliconencomponenten verboden zijn. Specifieke toepassingen zijn als volgt:
In de coatings-, inkt- en lijmindustrie is dit een van de belangrijkste toepassingsgebieden voor siliconen-vrije ontschuimers, met name geschikt voor hoogwaardige- houtcoatings, autolakken, metallic verven, UV-uithardingssystemen, plastic coatings (PP, ABS, enz.) en drukinkten voor polyolefinefilms. Bij deze toepassingen kunnen siliconenontschuimers gemakkelijk oppervlaktedefecten veroorzaken, zoals gaatjes, visogen en siliconenvlekken, waardoor de nivellering, hechting en printresultaten van de coating worden beïnvloed. Siliconen-vrije ontschuimers (zoals acrylpolymeren en polyethers) zijn goed verenigbaar en ontschuimen effectief zonder het uiterlijk van het product of de daaropvolgende verwerkingsprestaties (zoals overschilderbaarheid en hechtsterkte) te beïnvloeden. Bij lijmen voor LED-inkapseling en het inkapselen van optische componenten zorgen siliconen-vrije ontschuimers er bijvoorbeeld voor dat de ingekapselde delen transparant zijn, vrij van gaatjes- en de optische prestaties of hechting niet beïnvloeden.
Op het gebied van elektronica en precisiebewerking is dit product onder andere geschikt voor het reinigen van PCB's, het reinigen van elektronische componenten en precisiemetaalbewerking (reiniging van stalen platen, fosfateren, voor-platingbehandeling). Siliconencomponenten zijn strikt gecontroleerde verontreinigingen in de halfgeleiderindustrie. Achtergebleven siliconen kunnen leiden tot kortsluiting, slecht solderen en verslechtering van de kwaliteit van de fosfatatiefilm. Siliconen-vrije ontschuimers (zoals speciale polyethers en fluorkoolwaterstoffen) laten geen siliconenresten achter, waardoor siliciumverontreiniging wordt vermeden en productprecisie en -prestaties worden gegarandeerd. Bij het reinigen van PCB's verwijderen siliconen-vrije ontschuimers bijvoorbeeld schuim in de reinigingsoplossing zonder onzuiverheden achter te laten, waardoor de isolatieprestaties van de printplaat worden gewaarborgd.
In de textieldruk- en verfindustrie is het geschikt voor het verven, bedrukken en afwerken (verzachten) van licht-gekleurde stoffen. Siliconenresten zijn moeilijk afwasbaar en kunnen na het drogen ‘siliconenvlekken’ vormen, waardoor kleurvariaties en kleurverschillen ontstaan. Het kan ook in conflict komen met siliconenverzachters. Vetalcoholemulsies en op polyether-gebaseerde siliconen-vrije ontschuimers kunnen deze problemen voorkomen, waardoor een uniforme kleuring en een schoon textieloppervlak worden gegarandeerd.
Siliconenontschuimers en siliconen-vrije ontschuimers zijn niet 'tegengesteld in kwaliteit', maar elk heeft zijn eigen sterke punten en is geschikt voor verschillende scenario's: siliconenontschuimers zijn superieur in termen van hoge efficiëntie, langdurig- langdurig effect en weerstand tegen zware omstandigheden, waardoor ze geschikt zijn voor scenario's met hoge eisen aan ontschuimingsefficiëntie en zonder beperkingen op het gebied van siliconenresidu; siliconen-vrije ontschuimers zijn superieur in termen van goede compatibiliteit, geen residu en milieuvriendelijkheid, waardoor ze geschikt zijn voor scenario's met hoge eisen aan productkwaliteit en milieubescherming, en waar siliconencomponenten verboden zijn.
