Реакциони механизам дефоамерс
◆◆ Проучаван је процес пењење полисилоксана у уљним системима. Непрекидно су фотографисали систем пене на 1/1000 секунде, увећавајући слике 100 пута. Шематски дијаграм четири узастопне фотографије показује да када мала капљица силиконског уља против пене доспе до филма мехурића, то узрокује пуцање површине мехурића и спајање у већи мехур. Од прве до треће капљице, четири мехурића се спајају у један велики мехур, а филм мехурића се стањи. Коначно, гас и течност се брзо раздвајају, а велики мехур нестаје. Пуцање мехура завршава се на четвртој капљици. Ово објективно објашњава зашто једна кап средства против пене изазива пуцање серије мехурића. Када се средство против пене налепи на мехурасти филм и продре у течност филма мехурића, он значајно смањује површински напон у тој тачки. Пошто активни састојак средства против пене има малу растворљивост у води у воденом систему, смањење површинског напона је ограничено на локалну област мехурасте фолије, док површински напон око филма мехурића остаје скоро непромењен. Подручје са смањеним површинским напоном се снажно повлачи и шири ка споља, што на крају доводи до пуцања пене. Средства против пене могу пореметити еластичност пенастог филма, узрокујући пуцање мехурића. Пошто сурфактанти адсорбовани на површини пенастог филма смањују површински напон, под локализованим притиском, филм пене се на том месту стањи, док се површински напон повећава услед стањивања сурфактанта. Управо та разлика у површинском напону између новоформиране површине и оригиналне површине омогућава пенастом филму да поврати своју еластичност када се истањи под спољним ударом, спречавајући га да пукне и на тај начин стабилизује пену. Ако покушамо да пореметимо ову еластичност, можемо пореметити стабилност пене. Неки стручњаци верују да је функција дефоамера да поремети еластичност пенастог филма. Када се средства за уклањање пене додају систему пене, они дифундују ка интерфејсу гаса{18}}течности, што отежава површински активним материјама са својствима стабилизације пене{19} да поврате еластичност филма. Средства против пене могу да подстичу дренажу течности, узрокујући тако пуцање мехурића. Додавање супстанци које убрзавају дренажу течности (дефоамерс) може да се пени. Ако је филм од пене дебео, процес дренаже до 30-40 нм траје дуже, а филм од пене има јачи ефекат самоисцељења и бољу еластичност. Због тога дебљи фолије од пене имају дужи век трајања, а брзина дренаже пене одражава стабилност пене. Брза брзина дренаже течног филма разређује филм, што на крају доводи до пуцања пене. Додавање хидрофобних чврстих честица такође може изазвати пуцање мехурића у системима воде која се пене. Додавање само хидрофобног силицијум диоксида (тј. хидрофобног испареног силицијум диоксида) има ефекат против пене. Хидрофобне испарене честице силицијум диоксида привлаче хидрофобне крајеве сурфактаната на површини мехурића, трансформишући хидрофобне честице у хидрофилне честице и улазећи у водену фазу, довршавајући тако процес депене. Ове хидрофобне чврсте честице силицијум диоксида су углавном испарене честице силицијум диоксида третиране метил силиконским уљем, силазаном или ДМЦ. Они локално продиру у површину мехурића, смањујући локални површински напон. У комбинацији са ефектом чврстих честица, то је попут врха игле који пробија мехур, убрзавајући његово пуцање. Због тога, средства против пене који садрже хидрофобни силицијум диоксид генерално имају бољи ефекат пене. Сурфактанти који потичу растворљивост и пену{39}}такође могу да изазову пуцање мехурића. Неке -молекуларне-супстанце које се могу добро мешати са раствором могу растворити сурфактант у мехурићу, смањујући његову ефективну концентрацију. Супстанце ниске{43}}молекулске масе са овим ефектом, као што су алкохоли као што су октанол, етанол и пропанол, не само да смањују концентрацију сурфактанта на површинском слоју, већ се и растварају у слоју адсорпције сурфактанта, смањујући затегнутост између молекула сурфактанта и на тај начин слабећи стабилност пене.
Електролити разграђују двоструки слој сурфактанта, узрокујући пуцање мехурића. За течности које се пене које се ослањају на интеракцију двоструког слоја сурфактанта да би произвеле стабилност, додавање обичних електролита може разбити двоструки слој сурфактанта, чиме се пени.
◆◆Састав дефоамерс
Активни састојци
Функција: Дефоаминг, смањење површинске напетости; Представници: силиконско уље, полиетри, виши алкохоли, минерално уље, биљно уље итд.
Емулгатори
Функција: Распршује активне састојке у мале честице, олакшавајући дисперзију у води и побољшавајући ефекте пене и{0}}сузбијања пене. Представници: Нонилфенол полиоксиетилен етар, соли сапуна, ОП серија, Твеен серија, Спан серија, итд.
Функција: Олакшава везивање између носача и система за пењење, олакшава дисперзију унутар система за пењење и комбинује то двоје. Његова ниска површинска напетост помаже у сузбијању пене и смањује трошкове. Репрезентативни примери: Растварачи који нису вода, као што су алифатични угљоводоници, ароматични угљоводоници и растварачи који садрже кисеоник-.
Емулгатори
Функција: Побољшава емулзификацију. Репрезентативни примери: Дисперзанти (хидрофобни силицијум диоксид, итд.); Средства за згушњавање (ЦМЦ, полиетилен етар, итд.).
◆◆Како одабрати дефоамер
◆◆ Нерастворљив или слабо растворљив у течности која се пене
За разбијање пене, средство против пене треба концентрисати и фокусирати на филм од пене. За средства против пене, ова концентрација треба да се догоди тренутно; за средства за сузбијање пене ово стање треба одржавати непрекидно. Због тога су средства против пене презасићена у течности која се пени; само нерастворни или тешко растворљиви агенси лако достижу презасићење. Нерастворни или тешко растворљиви агенси се лако агрегирају на интерфејсу гас-течност, лако се концентришу на пенасти филм и могу ефикасно да функционишу при нижим концентрацијама. За средства против пене који се користе у системима за воду, молекули активног састојка морају бити јако хидрофобни и слабо хидрофилни, са ХЛБ вредношћу у опсегу од 1,5-3 за оптималан ефекат. Површински напон мора бити нижи од течности која се пене.
Само када су међумолекулске силе средства против пене слабе, а површински напон нижи од оне течности која се пени, честице средства против пене могу да продру и рашире се по филму од пене. Важно је напоменути да површински напон пенеће течности није површински напон раствора, већ површински напон раствора који се пени-. Неопходан је одређени степен афинитета са течношћу која се пене.
Пошто је процес депене у суштини надметање између брзине колапса пене и брзине формирања пене, средство против пене мора бити у стању да се брзо распрши у течности која се пене да би брзо извршила свој ефекат на широком подручју. За брзу дифузију, активни састојак средства против пене мора имати одређени степен афинитета са течношћу која се пени. Ако је активни састојак превише афинитета, он ће се растворити; ако је превише хидрофобан, биће тешко распршити. Само када су афинитет и хидрофобност одговарајући, ефекат ће бити добар.
Не реаговати хемијски са течношћу која се пене.
Ако средство против пене реагује са течношћу која се пени, изгубиће своју ефикасност и може произвести штетне супстанце које утичу на раст микроба. Мала волатилност и дуготрајна{1}}акција.
Прво, одредите систем у коме ће се средство против пене користити: да ли је на бази воде -или на бази уља-? На пример, у индустрији ферментације, потребни су средства против пене на бази уља- као што су полиетер-модификовани силикон или полиетер{4}} на бази пени. У индустрији премаза{6}}на бази воде, потребни су-средства против пене на бази воде или силиконска средства за уклањање пене. Након одабира средства против пене, упоредите дозу и размотрите цену да бисте одредили најпогоднији и економичнији производ.
◆◆ Дозирање средства против пене
Постоји много врста пенитеља, а потребна доза варира у зависности од врсте.
Средства против пене на бази алкохола: Дозирање средстава против пене на бази алкохола{1}} је генерално унутар 0,01-0,10%.
Средства за уклањање пене на бази уља-: Додатна количина средстава против пене на бази уља- је између 0,05-2%, док је количина естра масних киселина између 0,002-0,2%.
Средства против пене амида: Амидна средства против пене су релативно ефикасна, а количина додатка је генерално унутар 0,002-0,005%.
Средства против пене фосфорне киселине: Средства против пене фосфорне киселине се најчешће користе у влакнима и уљима за подмазивање, са додатком између 0,025-0,25%.
Средства против пене амина: Средства против пене амина се углавном користе у преради влакана, са додатком од 0,02-2%.
Средства против пене етра: Етарска средства против пене се широко користе у производњи папира, штампању и бојењу и чишћењу, са додатком од 0,025-0,25%.
◆◆Предности и недостаци дефоамерс
**Органски силиконски депенушачи:** Ови противпенушачи су лако доступни и релативно су јефтини. Упркос ниској цени, они су веома ефикасни, нуде брзо пењење,-дуготрајно сузбијање пене, и нису-токсични и безопасни, што их чини добрим средством против пене за већину индустријских примена. Такође су веома лаки за употребу. Међутим, није их лако складиштити, склони су кварењу и некомпатибилни су са неким системима.
**Полиетерски депенушачи:** Полиетерски депенушачи су релативно најстабилнији тип, са добром компатибилношћу са већином система. Они су најстабилнији међу типовима противпенивача и у основи могу да поднесу све врсте пене. Њихово време потискивања пене је јаче него код органосиликонских депенушача, али је њихова брзина пене релативно спора.
**Уништавачи пене са високим садржајем алкохола:** Ово су релативно ефикасни средства против пене; неке-тешке-пене се могу елиминисати помоћу средстава за уклањање пене са високим садржајем алкохола.
**Силиконски депени:** Они могу да елиминишу и инхибирају стварање пене, што их чини једним од ретких средстава за уклањање пене који могу суштински да реше проблеме индустријске пене.
**Полиетер-Модификовани силикон:** Ово комбинује предности претходна два типа средства против пене и није-токсичан и безопасан, што га чини исплативим производом.
