Неге сіздің полиэфирмен модификацияланған полисилоксаныңыз көпіршіктерді жоюға әкеледі?

Егер сіз жақында өзіңіздің полиэтер модифициранған полиsiloxane қолданысынан күтпеген дефоамдық әсер туындап, беттік белсенді немесе ылғалдандырушы қасиеттерді қамтамасыз етпейтінін байқасаңыз, сіз осы қиыншылыққа жалғыз қалған жоқсыз. Бұл өнеркәсіптік формула құруда таңқалдырарлықтай жиі кездесетін қиыншылық, және ол көбінесе формула жасаушыларды қатты таң қалдырады, өйткені полиэтер модифициранған полиsiloxane әдетте деңгейлеу, ылғалдандыру немесе кратерлерді болдырмау қасиеттері үшін таңдалады — көпіршікті басу үшін емес. Бұл күтпеген дефоамдық әсердің себебін түсіну — оны шешуге және формулаңызды жоғарғы деңгейде жұмыс істеуге қайтаруға апарып соғатын бірінші қадам.

Бұрын айтылған дефоамдық әсермен байланысты полиэтер модифициранған полиsiloxane кездейсоқ емес. Ол молекулалық құрылым, формула химиясы және қоспалардың ауа-сұйық шекарасында қосылатын заттың әрекетін өзгертуге себеп болатын өңдеу шарттарының үйлесімінен туындайды. Бұл мақалада бұл құбылыстың негізгі себептерін қарастырамыз, оған әсер ететін құрылымдық және химиялық факторларды түсіндіреміз және сіздің нақты жүйеңізде осы мәселені анықтау мен шешуге арналған практикалық нұсқаулар ұсынамыз.

Полиэфирмен модификацияланған полисилоксаның екі қырлы табиғатын түсіну

Беттік белсенділік және шекаралық әрекет

Полиэтер модифициранған полиsiloxane полиэфирмен модификацияланған полисилоксан — бұл полидиметилсилоксан (PDMS) негізіне полиэфир тізбектері — әдетте полиэтилен оксиді (PEO), полипропилен оксиді (PPO) немесе олардың қоспасы — қосылу немесе кополимерлену арқылы алынатын силиконды беттік активті заттардың бір класы. Бұл гибридті құрылым молекулаға амфифильді қасиет береді, сондықтан ол өте беттік белсенді болады. Силиконды негіз төмен беттік керілу қасиетін қамтамасыз етеді, ал полиэфир бөліктері сумен үйлесімділікті және ерігіштікті реттеуді қамтамасыз етеді.

Бұл екі жақтылық дәл осының арқасында полиэтер модифициранған полиsiloxane қаншалықты универсалды болады. EO/PO қатынасына, молекулалық салмағына және құрылымдық конфигурациясына байланысты қоспа ылғалдандырғыш, тегістегіш, диспергатор немесе тіпті көпіршіктерді тұрақтандырғыш ретінде қызмет ете алады. Дегенмен, осы құрылымдық икемділік дәл сол молекула әртүрлі жағдайларда антипена ретінде әрекет етуді бастауы мүмкін дегенді білдіреді. Көпіршіктерге бейтарап немесе көпіршіктерді құруға ықпал етуші әрекеттен антипена әрекетіне ауысу өнімнің ақауы емес — бұл молекуланың сіздің нақты формулаңызға сәйкес интерфейсте қалай орналасуының салдары.

Когда полиэтер модифициранған полиsiloxane молекула көпіршік пленкасының бетіне ығысады және көпіршіктерді тұрақтандыратын серпімді қабатты бұзады, сондықтан ол тиімді түрде антипена ретінде әрекет етеді. Бұл молекула көпіршік беті бойынша жылдам таралғанда, көпіршіктерді тұрақтандыратын поверхностік активті заттарды ығысқанда және көпіршіктің қабырғасындағы ламелланың жұқаруы нәтижесінде ол жарылады. Осы әрекетті тудыратын жағдайларды анықтау мен басқару сіздің міндетіңіз.

Функцияны анықтаудағы EO/PO қатынасының рөлі

Полиэфир тізбегіндегі этилен оксиді (EO) мен пропилен оксиді (PO) бірліктерінің қатынасы — сіздің полиэтер модифициранған полиsiloxane көпіршіктерді тұрақтандыратын немесе басқаратын факторлардың бірі болып табылады. Жоғары EO мазмұны әдетте суда ерігіштікті және гидрофильділікті арттырады, бұл көпіршіктердің тұрақтылығын қолдайды. Жоғары PO мазмұны гидрофобтылықты арттырады, ол молекуланы көпіршіктерді жоятын аймаққа ығысады.

Егер сіздің құрамыңызда көпіршіктерге бейтарап немесе көпіршіктерге төзімді қоспа қажет болса, бірақ сіз PO мазмұны жоғары немесе HLB мәні төмен полиэтер модифициранған полиsiloxane сыныбын қолданып жүрсеңіз, сіз көпіршіктерді жою әсерін әрі қарай енгізуіңіз мүмкін. Көптеген өнеркәсіптік сыныптар әртүрлі HLB диапазонында қолжетімді, және сіздің жүйеңіз үшін дұрыс емес сыныпты таңдау — бақыланатын көпіршіктерді жою проблемасының негізгі себебі болып табылады.

Сонымен қатар, полиэфир бөлігінің молекулалық массасы да маңызды. Қысқа полиэфир тізбегі тез таралатын, көбірек дефоамдауға белсенді молекулаларды тудырады. EO бірліктеріне бай ұзын полиэфир тізбегі көбірек гидрофильді, баяу таралатын молекуланы құрайды, ол көбіктің пленкасын агрессивті түрде бұзуға аз қабілетті. полиэтер модифициранған полиsiloxane қазіргі қолданып жүрген сорттың техникалық сипаттамасын қарау және EO/PO қатынасы мен полиэфир тізбегінің ұзындығын өзіңіздің формулаңызға қойылатын талаптармен салыстыру — диагностикалық процестің негізгі қадамы.

Дефоамдауға әкелетін формулалау шарттары

Концентрация мен дозалау әсерлері

Кездейсоқ дефоамдауға әкелетін ең көп ұмытылатын себептердің бірі — полиэтер модифициранған полиsiloxane дозасы. Концентрация мен функция арасында жиі сызықты емес байланыс бар: өте төмен деңгейде қоспалы зат көбіктің пайда болуына аз ғана әсер етуі мүмкін; орташа деңгейде ол қажетті ылғалдану немесе тегістеу әсерін беруі мүмкін; бірақ жоғары концентрацияда ол сіздің құрамыңыздағы көбікті тұрақтандыратын поверхностік активті заттар жүйесін басып алып, белсенді түрде көбіктің пайда болуын тежей алады.

Бұл концентрацияға тәуелді әрекет сұйық-ауа шекарасындағы жарысушылық адсорбция динамикасымен байланысты. Қашан полиэтер модифициранған полиsiloxane көбікті тұрақтандыратын компоненттерге қарағанда артық мөлшерде болса, ол осы компоненттерді шекаралық аймаққа орналасу үшін жарысқа түседі. Ол шекараны бағындырғаннан кейін, оның тән беттік керілуін төмендету қабілеті мен тез таралуы көбік қабатын жұқартып, көпіршіктердің жарылуына әкеледі.

Егер сіз дозасыңыздың тым жоғары екенін шүбәланып отырсаңыз, ең қарапайым сынақ — қосу деңгейін 25–50% азайтып, көбікті жою әсерінің төмендейтінін бақылау. Бұл қарапайым эксперимент концентрацияның мәселенің негізгі себебі екенін растайды, осыдан кейін сіз күрделірек қайта құру шараларын қарастыра аласыз.

Тасымалдаушы еріткіш пен полимерлік жүйемен үйлесімділік

Ұсынылатын полиэтер модифициранған полиsiloxane сіздің құрамыңыздағы еріткіш немесе полимерлік матрицамен үйлесімділік оның шекаралық әрекетін анықтауда маңызды рөл атқарады. Қоспа бөлігі толық үйлесімді емес жүйелерде — яғни толық ерімеген, бірақ ірі ұнтақ немесе микромайлы эмульсия түрінде таралған кезде — кремнийге бай материалдың жеке домендері классикалық көбікті жою құралы ретінде әрекет етеді. Бұл микродроптар көбік пленкасына енеді, оның бетіне таралады және ыдырауға әкеледі.

Бұл жартылай бейбіттік өнімнің техникалық сипаттамасында қоспаңыздың сіздің еріткіш класыңызбен үйлесімді болатыны көрсетілген кезде де пайда болуы мүмкін. Өңдеу кезіндегі температураның өзгеруі, сулы жүйедегі су мазмұнының ауысуы немесе еріткіштік ортаны өзгертетін қосымша еріткіштердің болуы сияқты факторлар бұрын үйлесімді болған қоспаны полиэтер модифициранған полиsiloxane үйлесімділігі шекті болатын күйге дейін ығысуына әкелуі мүмкін, сондықтан тұмандану құбылысы байқалады.

Үйлесімділікті тексеру үшін сіздің полиэтер модифициранған полиsiloxane қоспанызды қолдану концентрациясы мен температурасында формулалау негізінде анық ерітінді дайыңдаңыз. Егер тұмандану немесе фазалық бөліну байқалса, бұл үйлесімділікке негізделген тұмандану сіздің проблемаңыз екенінің айқын белгісі болып табылады. Жоғары ЭО (этиленоксид) мазмұны бар маркаға ауысу немесе үйлесімді еріткішпен алдын ала ерітінді дайындау қадамын қолдану көбінесе осы проблеманы шешеді.

Молекула ішіндегі құрылымдық себептер

Тұманданудың пайда болуына силикондық қаңқаның үлесі

Полидиметилсилоксан қаңқасы, ол полиэтер модифициранған полиsiloxane оның төмен беттік керілуі мен өте жақсы таралу сипаттамалары — бұл дефоамерлік қабілетке ең тікелей әсер ететін құрылымдық сипаттама. Таза силикон майы — өндірістік химияда белгілі ең тиімді дефоамерлердің бірі, өйткені ол аз концентрацияда сулы көпіршіктердің түзілген қабаты бойынша өте жылдам таралады.

Егер полиэфирлі модификация силикон қаңқасының дефоамерлік қабілетін толық теңестіре алмаса — бұл немесе полиэфир тізбегінің ұзындығы өте қысқа болғандықтан, EO/PO қатынасы гидрофобтылықты қолдайтын болғандықтан немесе силикон бөлігінің молекулалық массасы өте жоғары болғандықтан — молекула әлі де маңызды дефоамерлік қасиеттерді сақтайды. Нәтижесінде сіз таза полиэфирлы беттік активті зат емес, силиконды дефоамерге жақын өнімді қолданасыз, ал бақыланатын дефоамерлік әрекет осы құрылымдық шындықтың тікелей көрінісі болып табылады.

Формулалаушылар кейде сыныптар арасында ауысқан кезде осы жағдайға тап болады полиэтер модифициранған полиsiloxane әртүрлі жеткізушілерден немесе жеткізуші өнімнің құжаттамасын сәйкесінше жаңартпай-ақ синтез параметрлерін өзгерткен кезде. Жаңа маркасын бағалаған кезде әрқашан толық құрылымдық деректерді — силикондық өрнектің молекулалық массасы мен полиэфирлік тізбектің құрамын — сұраңыз.

Тіркелген құрылымдар мен АВА блоктық құрылымдар

Полиэфирлік модификацияның құрылымы — яғни полиэфирлік тізбектер силикондық өрнектің бүйірлік топтары ретінде тіркелген немесе сызықтық АВА немесе шала тәрізді блоктық құрылым құрған — соңғы молекуланың көпіршіктерді жою қабілетіне маңызды әсер етеді. Тіркелген типтегі полиэтер модифициранған полиsiloxane құрылымдарда полиэфирлік тізбектер силикондық өрнектің бірнеше нүктесінен бүйірлік топ ретінде тіркеледі, олар интерфейсте орналасқан кезде гидрофобты силикондық өрнектің ауа фазасына қарай көбірек бетін ашып, жайылу мен көпіршіктерді жою қабілетін арттырады.

Керісінше, сызықтық триблокты немесе ABn-тәрізді құрылымдар интерфейсте әртүрлі бағытталады, оларда гидрофильдік-гидрофобтық қасиеттер бірдей болады. Бұл құрылымдар сулы жүйелерде қатты тез төмендеуіне әдетте аз бейім. Егер сіздің қазіргі полиэтер модифициранған полиsiloxane пендантты немесе рейк-тәрізді болса және сіз тез төмендеу проблемаларын бастан кешірсеңіз, сызықтық немесе триблокты құрылымға ауысу толық қайта құруға қажеттіліксіз проблеманы азайтуға көмектесуі мүмкін.

Бұл — көптеген формула жасаушылардың өткізіп жіберетін техникалық ерекшелік, себебі өнімнің деректер парағында жиі молекулалық құрылым анық көрсетілмейді. Бұл ақпаратты қамтамасыз ететін тәжірибелік құрылымды сұрау немесе техникалық әдебиетте сипатталған синтез химиясын қарау — көпіршікке сезімтал қолданыстарда өнімнің қатысуын талдаған кезде маңызды қадам. полиэтер модифициранған полиsiloxane көпіршікке сезімтал қолданыстарда өнімнің қатысуын талдаған кезде маңызды қадам.

Тез төмендеуді күшейтетін өндіріс пен қолданыс жағдайлары

Интерфейстің әрекетіне температураның әсері

Температура интерфейстің әрекетіне қатты әсер етеді полиэтер модифициранған полиsiloxane ауа-сұйық шекарасында әрекет етеді, ал процесіңіз кезіндегі температураның өзгеруі молекуланы беттік белсенділіктен тұрақсыздандырушы әрекетке ауыстыруы мүмкін. Температура көтерілген сайын полиспирт бөлігінің бұлытты нүктесі жиі жақындайды немесе асып кетеді, ол этилен оксидтік бірліктердің гидрофильділігін төмендетеді. Бұл бұлытты нүкте әсері молекуланың суда еруін төмендетеді және оны тұрақсыздандырушы типтегі беттік әрекетке итермелейді.

Егер өндіріс процесіңіз араластыру, қаптау немесе пісіру сияқты жоғары температурада жүретін операцияларды қамтиды және сіз осы кезеңдерде нақты тұрақсыздандырушы әрекетті байқасаңыз, онда бұлытты нүкте әсері — бұл құбылыстың негізгі себебі болуы мүмкін. Сіздің нақты полиэтер модифициранған полиsiloxane сыныбының бұлытты нүктесін анықтау және оның процесіңіз температурасымен салыстыру — диагностикалау үшін қарапайым қадам. Жоғары бұлытты нүктеге ие сыныптар (жоғары ЭО мазмұны немесе өзгертілген полиспирт құрамы арқылы қол жеткізілген) сіздің процесіңіз ортасында жақсы әрекет етуі мүмкін.

Температура сондай-ақ силикондық құрылымның тұтқырлығын әсер етуі мүмкін, бұл молекуланың қозғалғыштығын арттырады және жоғары температурада көбік қабаттары бойынша таралуын жақсартады. Бұл дегеніміз, полиэтер модифициранған полиsiloxane қалыпты температурада қанағаттанарлықтай әрекет ететін зат 50°C немесе одан жоғары температурада өңделген немесе қолданылған кезде айқын көбіктің түзілуін тоқтататын затқа айналады.

Сызғыш жылдамдығы және араластыру интенсивтілігі

Жоғары сызғыш араластыру – бұл көбіктің түзілуін тоқтататын заттардың әрекетін тудыратын кең тараған фактор, полиэтер модифициранған полиsiloxane сондай-ақ олар басқаша жағдайда жақсы дисперсияланған және беттік нейтралды болып қалатын жүйелерде. Жоғары сызғыш әсерінен қоспалардың немесе микеллердің ірі топтары физикалық түрде ыдырап, жеке молекулалар немесе өте кішкентай тамшылар босайды; олар көбіктің түзілуін тоқтататын мағынада өте беттік белсенді болады. Жоғары сызғыш әсерінің беретін тез шекаралық қозғалғыштығы осы молекулалардың көбік қабаттарына жылдам жетіп, көбікті тұрақтандыратын компоненттерден тезірек әрекеттесуіне мүмкіндік береді.

Бұл жоғары жылдамдықты дисперсиялау, шарлық ұнтақтау немесе бүркілу сияқты өндірістік кезеңдерде ерекше маңызды. Егер сіздің ауа көпіршіктерін жоятын проблемаңыз нақты жоғары кернеумен өңдеу кезінде немесе одан кейін пайда болса, онда ауа көпіршіктерін жоятын белсенді молекулалық түрлердің сіздің полиэтер модифициранған полиsiloxane құрамынан кернеумен индуцирленген босатылуы себеп болуы мүмкін. Араластыру интенсивтілігін азайту, процестегі қосу нүктесін өзгерту немесе қоспа енгізілмейінше оны алдын ала сұйылту бұл әсерді азайтуға көмектеседі.

Ауа көпіршіктерін жоятын проблеманы шешуге арналған практикалық стратегиялар

Сортты таңдау және құрылымды оптимизациялау

Ауа көпіршіктерін жоятын проблеманың қажетсіз пайда болуына себепші болатын полиэтер модифициранған полиsiloxane ең тиімді ұзақ мерзімді шешім — сіздің құрамаңызға қойылатын талаптарға сәйкес келетін құрылымдық параметрлері бар сортты таңдау. Бұл сіздің құрамаңыз үшін дұрыс EO/PO теңдестігін, процестің температурасына сәйкес келетін лақтыру нүктесін және ауа көпіршіктерін жоюға қарағанда ылғалдану немесе деңгейлеу белсенділігін қолдайтын молекулалық құрылымды ұсынатын сортты анықтау үшін сіздің тәміншіңізбен бірлесіп жұмыс істеуді білдіреді.

Альтернативті маркаларды бағалаған кезде полиэтер модифициранған полиsiloxane , қолданысқа арналған өкілдік құрамдар негізінде, тек стандартты сынақ ортасында емес, көпіршік тұрақтылығын сынау деректерін сұраңыз. Сіздің нақты полимер, еріткіш және поверхностік-активті зат жүйесіндегі нақты әрекеті жалпылама сынақ нәтижелерінен қатты айырылуы мүмкін. Мақсатты қолдану деңгейі мен өндірістік шарттарында екі немесе үш іріктелген марканы салыстыратын құрылымдалған іріктеу протоколы — сенімді таңдауға ең сенімді жол.

Көпіршіктердің барлық жойылуы полиэтер модифициранған полиsiloxane мүлдем қажетсіз емес. Кейбір қолданыстарда көпіршіктерді жоюдың жеңіл әсері мен ылғалдану немесе тегістеу әсерінің үйлесімі әлдеқайда тілекті болып табылады, ал екі функцияның да дұрыс тепе-теңдігін қамтамасыз ететін марканы таңдауды дәлме-дәл реттеу мақсат болып табылады. Марка бағалауын бастамас бұрын жүйеңізде қандай деңгейде көпіршіктерді бақылау қабылданатынын нақты білу таңдау процесін одан әрі мақсатты және тиімді етеді.

Құрамды реттеу және үйлесімділікті басқару

Сынып таңдаудан басқа, қазіргі уақыттағы дефоамердің әсерін азайту үшін бірнеше формула деңгейіндегі реттеулер жасауға болады, полиэтер модифициранған полиsiloxane толық ауысуға қажеттіліксіз. Полисилоксанмен көбіктің пленкасының шекарасында тиімді жарысқа түсетін үйлесімді көбік тұрақтандырғыш немесе поверхностік активті зат қосу арқылы жүйеңіздің қажет ететін тепе-теңдігін қалпына келтіруге болады. Гидроксиэтил целлюлоза, кейбір ионды емес поверхностік активті заттар немесе негізінде ақуыз болатын көбік күшейткіштері қолданылатын саланың типіне байланысты дефоамерлік қасиеттің әсерін басуға көмектесуі мүмкін.

Өндіріс процесіңізде қосу ретін реттеу — тағы бір практикалық тәсіл. полиэтер модифициранған полиsiloxane көбік тұрақтандырғыш компоненттер интерфейсте әлдеқашан жақсы орналасқаннан кейін, яғни процесстің соңғы сатысында қосу дефоамерлік әсердің ауырлығын азайтады. Керісінше, жүйе толық дисперсияланбаған кезде, яғни өте ерте қосу, аз құрылымдалған жүйелерде дефоамердің тез таралуы салдарынан оның дефоамерлік әсерін максималды деңгейге дейін көтереді.

Алдын ала сұйылту полиэтер модифициранған полиsiloxane негізгі құрамға қосылмас бұрын оны сәйкес еріткіште еріту де оның шекаралық әрекетін бақылау арқылы жүйеде қалай дисперсияланатынын және таралатынын реттеу арқылы басқаруға көмектеседі. Молекулалық деңгейде жақсы дисперсияланған қосылмалар концентрацияланған дозада қосылған қосылмаларға қарағанда көбірек түзуші тамшы ретінде әрекет етуге аз қабілетті.

Жиі қойылатын сұрақтар

Полиэфирмен модификацияланған полисилоксан көбірке сезімтал қолданыстарда қолданыла ма?

Иә, полиэтер модифициранған полиsiloxane полиэфирмен модификацияланған полисилоксан көбірке сезімтал қолданыстарда қолданыла алады, бірақ марка таңдау өте маңызды. Жоғары ЭО мазмұны бар, процестің температурасынан жоғары болатын сәйкес бұлыттану нүктесі бар және тепе-теңдікте молекулалық құрылымы бар марканы таңдау көбірек түзу қабілетін азайтып, қосылманың ұсынатын ылғилену мен деңгейлеу пайдасын сақтайды.

Концентрация әрқашан полиэфирмен модификацияланған полисилоксан көбірек түзуге әсер ете ме?

Концентрация маңызды фактор, бірақ жалғыз фактор емес. Жоғары дозалау деңгейлерінде, полиэтер модифициранған полиsiloxane көбіктің тұрақтандырғыштарын интерфейсте қарсыласу арқылы ығысуына байланысты көбікті жою әрекетін көрсетуге ықтималдығы жоғары. Алайда, төмен концентрацияларда да EO/PO қатынасы немесе молекулалық құрылымы салдарынан тән көбікті жою қасиеті жоғары болатын марка әлі де өлшенетін көбікті тежеу әрекетін туғызуы мүмкін.

Мен өзімнің жүйем үшін полиэфирмен модификацияланған полисилоксанымның дұрыс EO/PO қатынасы бар екенін қалай білемін?

Тараптардан EO/PO мольдік қатынасын, полиэфир бөлігінің орташа молекулалық массасын және бұлттану нүктесінің мәнін қамтитын құрылымдық сипаттаманың толық нұсқасын сұраңыз. Бұлттану нүктесін өзіңіздің өндірістік температуралық диапазоныңызбен салыстырыңыз — көбіктің болмауын қажет ететін қолданбалар үшін жұмыс температурасыңыздан маңызды түрде жоғары болатын бұлттану нүктесі тиімдірек.

Полиэфирмен модификацияланған полисилоксаннан туындайтын көбікті жою әрекеті кері қайтарылатын ба, әлде тұрақты ма?

Көптеген формула жүйелерінде полиэтер модифициранған полиsiloxane тұрақты химиялық өзгеріс емес, үздіксіз динамикалық әсер болып табылады. Бұл дегеніміз — пайдаланылатын маркасын, дозасын, қосу ретін немесе формула құрамын өзгерту арқылы көпіршік тұрақтылығын қайта орнатуға болады, яғни барлығын бастапқыдан бастау қажет емес. Алайда, егер қоспа уақыт өте келе сіздің жүйеңізде поверхностік-активті заттардың құрылымына қатты әсер еткен болса, толық көпіршік қалпына келуін бақылауға дейін формула қайта тепе-теңдікке келуі мүмкін.