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Prós e Contras
Vantagens
• Ampla gama de aplicações
Devido à estrutura química especial do silicone, este não é compatível nem com água ou substâncias contendo grupos polares, nem com hidrocarbonetos ou substâncias orgânicas contendo grupos hidrocarbonetos. Devido à insolubilidade do silicone em várias substâncias, possui uma ampla gama de aplicações, sendo utilizado não apenas para controle de espuma em sistemas aquosos, mas também em sistemas oleosos.
• Baixa tensão superficial
A capacidade superficial do silicone geralmente é de 20-21 dinas/cm, o que representa uma tensão superficial muito baixa, menor que a da água (72 dinas/cm) e dos líquidos espumantes comuns, resultando em um efeito de controle de espuma aprimorado.
• Boa estabilidade térmica
Take the commonly used dimethicone as an example, it can withstand 150℃ for a long time and can withstand more than 300℃ for a short time, and its Si-O bond does not decompose. This ensures that the silicone defoamers can be used in a wide temperature range.
• Boa estabilidade química
Devido à ligação Si-O ser relativamente estável, a estabilidade química do óleo de silicone é muito alta, sendo difícil reagir quimicamente com outras substâncias. Portanto, desde que a preparação seja adequada, os antiespumantes de silicone podem ser utilizados em sistemas contendo ácido, base e sal.
• Inércia fisiológica
O óleo de silicone foi comprovado como não tóxico para humanos e animais, e seu LD50 é superior a 34 g/kg. Portanto, o agente antiespumante à base de silicone (com um componente não tóxico adequado emulsificante, etc.) pode ser utilizado com segurança em polpa e papel, processamento de alimentos, aplicações industriais médicas, farmacêuticas e cosméticas.
• Alto poder de desespumação
O desespumante de silicone não só consegue efetivamente quebrar a espuma indesejada existente, mas também pode inibir significativamente a formação de espuma e prevenir seu aparecimento. É utilizado em pequena quantidade, bastando a adição de um milionésimo (1 ppm) do peso do meio espumante para produzir efeito desespumante. Sua faixa usual é de 1 a 100 ppm. Além do custo baixo, não contamina o material desespumado.
Pontos Fracos
• A polissiloxano é difícil de dispersar: a polissiloxano tem baixa solubilidade em água, o que dificulta sua dispersão em sistemas aquosos. É necessário adicionar dispersante, mas se for adicionado dispersante em excesso, a emulsão ficará estável e o efeito desespumante será reduzido. É necessário utilizar menos emulsificantes para obter a desespumação eficaz. bom efeito e a emulsão estável.
• O composto de silicone é solúvel em óleo, reduzindo seu efeito antiespumante em sistemas oleosos.
• Resistência prolongada a altas temperaturas, resistência fraca a álcalis.
Classificação e desempenho
Desespumante tipo óleo (pomada)
Oil type defoamer is to use silicone oil directly as a defoamer. It is mainly used in oil-phase foaming systems that do not allow the presence of dispersants and emulsifiers. It is generally believed that silicone oils of different viscosities show different defoaming effects on the same foaming system. The low-viscosity silicone oil-based defoamer has a fast defoaming effect, but has poor sustainability, while the high-viscosity silicone oil-based defoamer has a slow defoaming effect, but good sustainability. Ointment-type defoamer is an ointment-shaped defoamer prepared by adding silicon dioxide, aluminum oxide and other micro-powders to silicone oil. É utilizado principalmente como antiespumante em sistemas não aquosos.
The defoaming effect of dimethyl silicone oil depends on the degree of dispersion of the silicone oil in the foaming system. The higher the degree of dispersion, the better the effect. In order to improve the degree of dispersion, mechanical stirring can be used. Such as high-speed stirring under heating, using a colloid mill to prepare a uniform dispersion of silicone oil and mineral oil, or making silicone oil and white carbon black and other micro powders into an ointment type defoamer in advance, and using it with the help of the dispersion of white carbon black and other micro powders.
Desespumante tipo emulsão
O óleo de silicone ou pasta de silicone é transformado em emulsão de silicone sob forte agitação ou ação de emulsionantes, o que melhora significativamente a dispersibilidade do silicone na fase aquosa. Por isso, é amplamente usado como antiespumante em sistemas com água. O antiespumante emulsionado é também o tipo mais comum e amplamente utilizado entre os antiespumantes à base de silicone.
O antiespumante emulsionado é geralmente preparado a partir de óleo de dimetilsilicone, emulsionante, estabilizante de emulsão e água deionizada. Os emulsionantes empregados são principalmente não iônicos e de baixa formação de espuma, como Span, Tween e polietilenoglicol, entre outros. O efeito de emulsionantes combinados é superior ao de emulsionantes individuais. O tamanho das partículas da emulsão de silicone é o parâmetro de controle mais importante para antiespumantes emulsionados de silicone. Para obter uma emulsão de silicone com alta eficiência antiespumante e boa estabilidade de armazenagem, geralmente exige-se que o tamanho das partículas seja inferior a 10 μm.
Portanto, além de selecionar emulsionantes adequados e condições de processamento de mistura e moagem, também podem ser adicionados auxiliares de processamento, como espessantes, por exemplo, álcool polivinílico e metilcelulose, para aumentar a viscosidade da fase contínua.
Ao usar antiespumantes emulsionados, deve-se primeiro conhecer a temperatura, acidez e alcalinidade do sistema onde ocorre a formação de espuma, pois essas condições podem afetar a estabilidade da emulsão e inclusive levar à desestabilização.
Embora o desespumante do tipo emulsão tenha as desvantagens de ser difícil de armazenar por longos períodos, propenso à delaminação e facilmente deteriorável, ele apresenta as características de uso conveniente, ampla aplicação, efeito de desespumação evidente e preço moderado. Com o avanço da tecnologia e do processamento químico, o desespumante de silicone do tipo emulsão ainda terá um grande espaço para desenvolvimento.
Solução desespumante
O desespumante do tipo solução de silicone pode ser preparado dissolvendo o óleo de silicone dimetílico em um solvente adequado. Utiliza-se desespumante de silicone preparado a partir de solventes orgânicos como policloretano, tolueno e xileno. Pode ser usado para a operação de desespumação de meios lipossolúveis, e o agente desespumante de silicone orgânico preparado a partir de solventes orgânicos hidrossolúveis, como hexilenoglicol e glicerina, é selecionado para desespumação de soluções aquosas. O processo de preparação do desespumante do tipo solução é muito simples. É fácil de usar, e o óleo de silicone se dispersa no líquido em espuma com o benefício do solvente orgânico que possui efeito desespumante. Ao mesmo tempo, alguns solventes também desempenharão um certo efeito desespumante durante o processo de difusão. No entanto, este método não tem sido amplamente utilizado, porque o uso em grande quantidade aumentará o custo dos agentes desespumantes e pode causar poluição ambiental.
Desespumante sólido
O desespumante sólido tem as características de boa estabilidade de armazenamento, transporte conveniente e uso prático. Pode ser usado não apenas na produção de detergente em pó sem formação ou com baixa formação de espuma, mas também em outras ocasiões que requerem uma operação de desespumação.
Qual é o método de preparação para desespumantes de silicone sólidos？
Existem três métodos de preparação:
(1) o óleo de silicone orgânico é disperso diretamente na superfície do suporte sólido;
(2) Fusão do óleo de silicone orgânico com um álcool graxo, ácido graxo, amida graxa, éster graxo ou parafina com baixo ponto de amolecimento, e então fixação do corpo fundido à superfície do suporte sólido;
(3) O óleo de silicone orgânico é misturado com o material formador de filme, de modo que este encapsule o componente desespumante do óleo de silicone orgânico para formar partículas sólidas dispersas.
Desespumante tipo silicone modificado
O óleo de silicone modificado, ao introduzir parte da cadeia de poliéter hidrofílica no óleo de silicone metílico, pode se tornar um desespumante auto-emulsionante, mantendo-se disperso no sistema de espuma por longos períodos, estendendo a vida útil do desespumante. Atualmente, os óleos de silicone modificados comumente usados como desespumantes são o óleo de silicone poliéter, o óleo de silicone fluoroalquílico e o óleo de silicone de alquil de cadeia longa, cuja aplicação e efeito são notáveis.
Óleos de silicone poliéter com terminações modificadas, modificação lateral e ramificados podem ser usados como desespumantes. Todos eles têm um ponto de turvação definido, e apenas acima do ponto de turvação apresentam forte ação desespumante, enquanto abaixo do ponto de turvação desempenham um papel na promoção da formação de espuma. Além disso, o uso de óleo de silicone poliéter com forte capacidade de emulsificação, e composto com pasta de silicone, no sistema aquoso pode ser auto-emulsionado em um desespumante estável e eficiente, tendo sido amplamente utilizado em tingimento a alta temperatura de fibras poliéster, diversos lubrificantes, óleos de corte, anticongelantes e sistemas de ácido forte para desespumação.
O desespumante de óleo de silicone de alquil de cadeia longa pode ser utilizado em fermentação, processamento de alimentos, áreas médica, têxtil, petróleo, borracha e resina sintéticas, tintas e tinta de impressão, entre outras diversas indústrias. Devido à sua boa afinidade com materiais orgânicos, os desespumantes à base de silicone de alquil de cadeia longa não afetarão o desempenho no pós-processamento do produto. No entanto, sua tensão superficial aumenta com o aumento da cadeia carbônica, e o desempenho de desespumação diminui, portanto é importante escolher o comprimento correto da cadeia carbônica. O óleo de silicone de alquil de cadeia longa é usado na desespumação tanto de sistemas não aquosos quanto de sistemas aquosos.
A tensão superficial do óleo de silicone fluoroalquílico é menor do que a de outros óleos de silicone, portanto o desespumante formulado a partir dele é mais eficaz na redução da tensão superficial de vários sistemas de espuma, e o efeito é melhor do que o de outros desespumantes de óleo de silicone. É utilizado principalmente em meios de espuma de sistemas não aquosos que são altamente solúveis em óleo de silicone metílico ou óleo de silicone metilfenílico, como hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos aromáticos e nafta.
Epílogo
O desespumante de silicone não apenas tem um bom efeito no controle de espuma, mas também tem as características de baixa dosagem, boa inércia química e pode atuar sob condições adversas. Alcançou um rápido desenvolvimento nos últimos anos. Novas variedades e novas formulações adequadas para diferentes ambientes de uso são constantemente produzidas, e a área de aplicação também está se expandindo. No futuro, novos desespumantes organossilícicos de alta eficiência e forte aplicabilidade, que podem melhorar ainda mais a qualidade do produto e a utilização dos equipamentos, serão mais desenvolvidos, especialmente os desespumantes organossilícicos modificados com poliéter e os desespumantes do tipo loção com desempenho excelente ocuparão uma posição de maior destaque no mercado.
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