Quais são as precauções para o antiespumante de silicone?

O antiespumante de silicone é mais importante na indústria química, revestimentos, têxteis e outras indústrias, e nos processos industriais utilizados, o antiespumante de resina de silicone deve prestar atenção às precauções do método. Quais são as precauções para o antiespumante de silicone?

• O que é um agente antiespumante?
• Quais são as vantagens dos antiespumantes de silicone?
• Quais são as classificações dos antiespumantes de silicone?
• Como aplicar o antiespumante de silicone no processo de produção?
• Como armazenar o antiespumante de silicone?
• Qual é o método de diluição para antiespumante de silicone?
• Como fazer o desespumante de silicone ter um melhor desempenho?

1. O que é um agente antiespumante?

Um agente antiespumante é uma substância química usada para suprimir ou eliminar a espuma superficial gerada durante o processo de fabricação. Essas espumas são formadas pelo sistema de dispersão de um gás em um líquido, no qual o gás como fase dispersa é separado por um meio líquido contínuo. Como a espuma é um sistema termodinamicamente instável cuja eliminação reduz significativamente a energia livre do sistema, antiespumantes são necessários para controlá-la.

O mecanismo do antiespumante é que ele pode reduzir a tensão superficial no sistema de espuma, contribuindo assim para o afinamento da descarga do filme líquido. Quando uma gotícula de antiespumante entra no filme de espuma, o filme afina e rompe rapidamente porque a tensão da espuma superficial da parte de contato do filme diminui enquanto a tensão superficial ao redor permanece constante. Esse processo se estenderá às gotículas do agente antiespumante através do filme líquido e, devido à contração e fratura do filme, finalmente ocorrerá a ruptura e eliminação da espuma.

2. Quais são as vantagens dos antiespumantes de silicone?

O antiespumante de silicone é um dos muitos antiespumantes, devido ao seu excelente desempenho e ampla gama de aplicações, tem sido amplamente reconhecido como o antiespumante ideal e mais promissor. É ainda mais eficaz quando usado em combinação com partículas de sílica hidrofobicamente modificadas, graças à atividade interfacial das partículas sólidas, o chamado fenômeno de Pickering, que facilita a entrada das gotículas de antiespumante no filme de bolhas. As vantagens dos antiespumantes de silicone incluem sua excelente estabilidade, alta eficiência no controle de espuma e respeito ao meio ambiente.

(1) Ampla gama de aplicações

Devido à estrutura química única do silicone, ele não é solúvel em água ou líquidos contendo grupos polares, nem compatível com hidrocarbonetos ou substâncias orgânicas contendo grupos hidrocarbonetos. Isso torna o antiespumante de silicone de grau alimentício adequado tanto para a desespumação em sistemas aquosos quanto aplicável em sistemas oleosos, de modo que em muitas áreas pode desempenhar seu papel de controle de espuma.

(2) Baixa tensão superficial

A tensão superficial do óleo de silicone de viscosidade média é de cerca de 20 a 21 mN/m, muito menor que a da água (72 mN/m) e de outros líquidos comuns. Essa característica faz com que o antiespumante de silicone possa reduzir mais efetivamente a tensão superficial do sistema de espuma.

(3) Forte capacidade de desespumação

O antiespumante de silicone não só pode quebrar rapidamente a espuma existente, mas também inibir efetivamente a espuma gerada novamente. A dosagem é muito pequena, apenas um milionésimo do peso do sistema de espuma pode produzir um efeito significativo de desespumação. A faixa de dosagem comum é (1~100)×10-6 (ou seja, 1~100 ppm).

3. Quais são as classificações do antiespumante de silicone?

De acordo com a forma física, os agentes antiespumantes de silicone podem ser divididos em cinco tipos: óleo de silicone puro, solução de óleo de silicone, creme de silicone, emulsão de óleo de silicone e resina de silicone. Entre eles, os antiespumantes do tipo óleo de silicone puro frequentemente usam polidimetilsiloxano de baixa tensão superficial, adequados para óleo lubrificante e extração de petróleo, refino de petróleo ou craqueamento de óleo pesado de hidrocarbonetos e outros processos de desespumação.

(1) Óleo de silicone puro

O óleo de silicone metílico de baixa viscosidade forma facilmente pequenas gotículas dispersas na espuma para desempenhar o papel de antiespumante, mas a solubilidade do grande resulta em falta de continuidade; o óleo de silicone de alta viscosidade, ao contrário, tem solubilidade pequena, mas continuidade longa. A mistura de ambos pode realizar tanto a desespumação quanto a inibição de espuma. Além disso, o polimetilfenilsiloxano é adequado para desespumar etanol, enquanto os polissiloxanos contendo grupos etil ou propil são adequados para desespumar revestimentos e tintas.

Embora a tensão superficial dos óleos de silicone fluorados seja ligeiramente maior do que a dos óleos de silicone metílicos, sua solubilidade em hidrocarbonetos é menor. Como resultado, os fluidos de silicone fluorados se destacam na desespumação de sistemas não aquosos. Por outro lado, a tensão superficial do polidimetilsiloxano e sua tensão interfacial com a água também são fatores-chave que afetam o efeito antiespumante.

The use of pure silicone oil as an antifoam agent, although its persistence is good, due to the existence of high interfacial tension with water, resulting in silicone oil is difficult to disperse in the foaming medium, which reduces the antifoaming efficiency. Pure silicone oil defoamer is more suitable for non-aqueous systems, in which the presence of dispersants and emulsifiers is not allowed. When used, the coating method is usually adopted, i.e., the silicone oil is directly applied to the system’s charging port, nozzle port, and container side wall, or hung on the velvet and mesh structure, in order to expand the contact area with the foaming system, so as to achieve the purpose of eliminating foam.

Os polidimetilsiloxanos com grupos hidroxila terminais podem melhorar a dispersão dos óleos de silicone em água, o que por sua vez melhora seu efeito desespumante. Por exemplo, os polidimetilsiloxanos ramificados com grupos hidroxila terminais têm propriedades de inibição de espuma significativamente melhoradas em água em comparação com as dimeticonas. No entanto, a ligação siloxano é facilmente atacada por reagentes iônicos, o que até certo ponto limita sua aplicação em bases fortes, ácidos fortes e outros sistemas.

(2) Desumidor de silicone do tipo solução

Para melhorar a dispersão do óleo de silicone em alguns sistemas espumantes, podem-se usar agentes antiespumantes de silicone do tipo solução. Este antiespumante é o óleo de silicone dissolvido em um solvente ou em uma mistura de solventes preparada. Os solventes comumente usados incluem gasolina, querosene, ciclohexano, tolueno e xileno. O uso de solução de óleo de silicone como antiespumante pode ser baseado nas características e requisitos do sistema espumante, na viscosidade apropriada do óleo de silicone e do solvente para preparação, e então adicionado diretamente ao sistema espumante para desespumar.

(3) Antiespumante do tipo creme de silicone

Além disso, o antiespumante do tipo pasta de silicone também é uma escolha comum. É feito amassando óleo de silicone com pós de alta finura, como sílica, alumina ou negro de fumo, em máquinas de amassar e misturar para produzir uma pasta viscosa. A adição de partículas sólidas melhora ainda mais a eficiência de desespumação. Os antiespumantes do tipo pasta de silicone podem ser usados pré-revestindo-os nos pontos de carga do sistema, laterais do recipiente ou malha, ou dissolvendo-os em um solvente adequado e adicionando-os diretamente à solução espumante para desespumar. De modo geral, o último é mais eficaz do que o primeiro.

O processo de preparação de um agente antiespumante de silicone do tipo emulsão, geralmente uma emulsão óleo-em-água, foi descrito em detalhes na seção anterior. Este antiespumante é caracterizado por fácil dispersão em sistemas aquosos, sendo, portanto, muito adequado para desespumar sistemas aquosos. Embora os emulsificantes iônicos tenham um melhor efeito de emulsificação, eles são mais comumente usados na produção industrial, pois tendem a desencadear espuma, por isso os emulsificantes não iônicos são mais frequentemente usados. Estudos mostraram que quanto menor o tamanho das partículas de uma emulsão de silicone, melhor sua capacidade de desespumação. No entanto, partículas muito pequenas exigirão mais emulsificantes e também aumentarão a viscosidade da emulsão, reduzindo assim o desempenho de desespumação. Portanto, é apropriado escolher o tamanho de partícula da emulsão de 1 a 10μm.

(4) Antiespumante tipo emulsão

O antiespumante tipo emulsão de óleo de silicone é o antiespumante de silicone mais amplamente utilizado, com a maior quantidade. Quando usado, basta adicionar a emulsão diretamente no sistema espumante de fase aquosa e obter um excelente efeito antiespumante. Para garantir o efeito antiespumante e a precisão da medição, geralmente não é recomendado usar a emulsão de óleo de silicone com concentração superior a 10%; em vez disso, deve ser diluída para menos de 10% com água fria ou líquido espumante. Deve-se tomar cuidado para evitar a diluição com líquidos muito quentes ou muito frios para evitar a quebra da emulsão. A emulsão diluída deve ser usada em um curto período de tempo para manter sua estabilidade. Se necessário, espessantes podem ser adicionados para melhorar ainda mais a estabilidade da emulsão.

Durante a operação, dependendo do sistema, a emulsão de óleo de silicone pode ser adicionada de uma só vez antes do sistema entrar em funcionamento, ou pode ser reabastecida em lotes. Para processos de operação contínua, as emulsões de óleo de silicone devem ser adicionadas contínua ou intermitentemente em locais apropriados do sistema.

Além disso, a temperatura, alcalinidade e acidez do sistema espumante precisam ser consideradas ao usar antiespumantes tipo emulsão, pois emulsões de óleo de silicone fora de sua faixa de uso podem quebrar a emulsão prematuramente, resultando em redução ou ineficácia do antiespumante. Geralmente, a dosagem da emulsão é de (10 a 100) x 10^-6 (em óleo de silicone) do peso do líquido espumante. Embora a dosagem possa variar em casos especiais, a dosagem ideal geralmente precisa ser determinada experimentalmente. Deve-se notar que o óleo de silicone metílico não é tóxico e não é perigoso, sendo, portanto, permitido como aditivo alimentar. No entanto, os emulsificantes utilizados são limitados a cinco variedades específicas, como ésteres de ácidos graxos de glicerol e ésteres de ácidos graxos de sorbitano.

Methyl silicone oil is usually used in solution or emulsion form, but after being added to the foaming fluid and stirred, circulated, or heated, the dispersed silicone oil gradually agglomerates, making it difficult for the antifoam agent to remain in contact with the foam, and the foam is regenerated. In order to maintain the longevity of the antifoam agent, it is critical to maintain its initial state of dispersion. For this reason, the introduction of hydrophilic groups in the polydimethylsiloxane chain, such as polyether, can effectively improve its emulsification performance, and even achieve self-emulsification. In recent years, the development trend of silicone antifoam agents is to silicone-polyether block copolymerization or graft copolymerization direction. This type of antifoam agent combines the advantages of silicone and polyether, significantly improving the defoaming ability. At the same time, through the silicone molecular chain in the block or graft hydrophilic polyethylene oxide chain or ethylene oxide – propylene oxide copolymerization chain, to achieve the self-emulsifying properties. This means this kind of defoamer can be evenly dispersed in the foaming medium, with a large spreading coefficient and high defoaming effect, which becomes a new kind of high-efficiency defoamer. Particularly suitable for the use of general silicone oil emulsion or general silicone oil emulsion is difficult to work occasions.

(5) Resina de silicone

O antiespumante de resina de silicone é amplamente utilizado em muitos campos, incluindo petróleo, química, galvanoplastia, impressão e tingimento, polpa/papel, açúcar, fermentação, medicina, médica, alimentos e tratamento de água e efluentes. Como aditivo ao processo de produção, pode melhorar a eficiência de processos como filtração, desidratação e lavagem, melhorar a descarga de efluentes contendo sólidos suspensos, aumentar a capacidade de armazenamento dos recipientes e aumentar a eficácia de equipamentos de destilação ou evaporação.

Em antiespumantes aquosos, o silicone é geralmente usado em conjunto com outros ingredientes, como surfactantes e emulsificantes. Pode difundir-se rapidamente em sistemas aquosos, reduzindo a tensão superficial e eliminando a espuma. Ao mesmo tempo, a boa propriedade de formação de filme da resina de silicone pode formar uma película protetora na superfície do líquido, impedindo que a espuma se forme novamente.

A resina de silicone pode ser usada como um dos principais componentes em antiespumantes à base de óleo. Devido à baixa tensão superficial do sistema oleoso, o efeito da resina de silicone é mais óbvio. Pode difundir-se rapidamente para a superfície do líquido, desestabilizar a espuma e eliminá-la.

Um antiespumante tipo emulsão é uma emulsão formada pela dispersão de um agente antiespumante em água. A resina de silicone pode desempenhar o papel de estabilizar a emulsão e melhorar o efeito antiespumante no antiespumante tipo emulsão. Pode interagir com outros componentes da emulsão para formar um sistema estável e, ao mesmo tempo, formar uma película protetora na superfície do líquido para evitar a geração de espuma.

4. Como aplicar o antiespumante de silicone no processo de produção?

(1) Escolha o antiespumante de silicone certo:

De acordo com a aplicação e o campo necessários, devemos escolher o antiespumante de silicone adequado. Diferentes produtos têm diferentes características e usos, e podem ser selecionados de acordo com as necessidades de produção e requisitos de desempenho. Diferente do óleo mineral, os antiespumantes de resina de silicone têm tensão superficial muito baixa, que é lenta para gelar e altas temperaturas, e são facilmente esmagados. Se o antiespumante tiver congelado, deve-se ter cuidado com o gelo e testar antes da manipulação.

(2) Determine a quantidade de uso: 

De acordo com as necessidades reais e parâmetros de processo relevantes para determinar a quantidade de antiespumante. Em geral, a quantidade inicial de uso pode ser estimada com base na experiência e, em seguida, ajustada gradualmente de acordo com os resultados reais.

(3) Pré-diluição: 

O antiespumante de silicone e água ou outros solventes para pré-diluição. No processo de diluição, deve ser agitado constantemente para garantir que o antiespumante esteja completamente dissolvido. Como a emulsão não uniforme pode facilmente produzir um ambiente estratificado, afetando os resultados da manipulação do agente antiespumante, é necessário evitar esvaziamentos frequentes.

(4) Inserir no processo de produção:

De acordo com as necessidades do processo, no momento apropriado, um antiespumante de silicone pré-diluído foi adicionado ao processo de produção. De acordo com a necessidade real, escolha adicionar diretamente ou por spray, deslize para a forma de adicionar.

(5) Preste atenção ao uso de habilidades:

No processo de uso, deve-se prestar atenção à mistura oportuna, para que os agentes antiespumantes sejam distribuídos. De acordo com a situação real, a velocidade de agitação pode ser ajustada para garantir a dispersão uniforme do antiespumante.

(6) Observe o efeito:

Após adicionar o agente antiespumante, é necessário observar de perto o efeito antiespumante. Se necessário, a quantidade de antiespumante pode ser ajustada para alcançar o efeito antiespumante desejado.

(7) Preste atenção à segurança: 

Os antiespumantes à base de silicone devem prestar atenção às medidas de proteção durante o uso e evitar contato com os olhos, pele e trato respiratório. Se houver contato inadvertido, deve-se enxaguar imediatamente com água e, se houver algum desconforto grave, procurar atendimento médico o mais rápido possível.

(8) Armazenamento e manutenção:

Após o uso, mantenha o antiespumante de silicone em local vedado e evite luz solar direta e ambientes de alta temperatura. Se ocorrer precipitação ou deterioração na mistura, recomenda-se substituir por um novo agente antiespumante.

Para resumir, o agente antiespumante de silicone é um aditivo químico muito prático, pode ajudar a reduzir a geração de espuma no processo de produção e melhorar a eficiência da produção. Simples de usar, mas no processo de uso precisa prestar atenção à segurança e eficácia da observação, para garantir a qualidade do produto e o bom andamento da produção.

5. Como armazenar o antiespumante de silicone?

O antiespumante de silicone é um tipo comum de antiespumante, e seu armazenamento e uso corretos são a chave para garantir a qualidade e segurança do produto. Oscilação violenta prolongada ou cisalhamento forte (como manipulação de bombas mecânicas, homogeneizadores, etc.) ou agitação quebrará e destruirá a estabilidade do antiespumante, portanto, preste atenção ao armazenamento do antiespumante de resina de silicone. A seguir estão os métodos de armazenamento corretos e precauções para o antiespumante de silicone:

(1) Ambiente de armazenamento: O antiespumante de silicone deve ser armazenado em uma sala de armazenamento seca, fresca e bem ventilada. Evite luz solar direta e ambientes de alta temperatura para evitar danos à qualidade do produto.

(2) Recipientes de embalagem: Os antiespumantes de silicone são geralmente fornecidos em recipientes de embalagem selados (por exemplo, frascos de plástico, baldes ou tambores). Ao armazenar, é necessário garantir que os recipientes estejam intactos e permaneçam selados para evitar a entrada de umidade e impurezas.

(3) Evite misturar: Os antiespumantes de silicone devem ser armazenados separadamente de outros produtos químicos para evitar contaminação mútua ou reações químicas. É necessária uma rotulagem clara e a categorização na área de armazenamento é recomendada.

(4) Evite congelamento: Alguns antiespumantes de silicone podem congelar ou solidificar em baixas temperaturas. Se o ambiente de armazenamento estiver sujeito a baixas temperaturas, devem ser tomadas medidas para evitar o congelamento e, se necessário, retorná-lo ao estado líquido.

(5) Cuidado com fontes de ignição: Como os antiespumantes de silicone são geralmente substâncias inflamáveis, as áreas de armazenamento devem ser mantidas longe de chamas abertas, altas temperaturas e fontes de ignição. É necessário garantir que a área de armazenamento atenda aos requisitos de segurança contra incêndio e esteja em conformidade com os regulamentos de incêndio relevantes.

(6) Compliance: When storing and using silicone defoamers, follow local regulations and safety practices. It is needed to know the product’s Safety Data Sheet (SDS) and follow the recommended safe handling procedures.

(7) Inspeção periódica: Inspecione periodicamente as condições de armazenamento e os recipientes de embalagem do antiespumante de silicone para garantir que não haja vazamentos, danos ou deterioração. Se alguma anormalidade for encontrada, medidas apropriadas devem ser tomadas prontamente, como substituir o recipiente ou consultar o fornecedor.

Em conclusão, métodos de armazenamento adequados e precauções podem garantir a estabilidade e segurança dos antiespumantes de silicone. Seguir as condições de armazenamento e procedimentos operacionais seguros ajudará a proteger a qualidade do produto, reduzir riscos de segurança e prolongar a vida útil eficaz do antiespumante. Se houver dúvidas ou circunstâncias especiais, recomenda-se consultar o fornecedor do antiespumante de organossilício ou obter aconselhamento profissional.

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6. Qual é o método de diluição do antiespumante de silicone?

O antiespumante de resina de silicone pode ser diluído no momento do uso, mas a estabilidade do antiespumante será drasticamente reduzida com a diluição, resultando em ocorrência de delaminação, portanto, recomenda-se tentar manipular o agente espessante para diluição.

Portanto, não é recomendado usar água para diluir o antiespumante de silicone, porque se você usar água para diluir, quebrará o sistema de viscosidade do próprio antiespumante. Se o controle não for bom, produzirá delaminação ou até mesmo quebra de emulsão, e o desempenho do antiespumante será bastante reduzido.

O antiespumante de resina de silicone deve prestar atenção ao ajuste do valor de pH do sistema, porque o valor de pH afetará a verdadeira acidez e alcalinidade do sistema e a manipulação posterior dos resultados. Recomenda-se o uso de papel indicador de pH para detectar a acidez e alcalinidade; então é necessário corrigir regularmente. Se não for corrigido por muito tempo, levará à imprecisão da medição da eficácia e ao tempo de agitação não uniforme. Se não for uniforme, o efeito não será o mesmo em diferentes locais e também será afetado pela temperatura.

7. Como fazer o antiespumante de silicone ter melhor desempenho?

O antiespumante de silicone tem sido amplamente utilizado em muitos sistemas aquosos, como químico, papel, revestimento, alimentos, têxtil, farmacêutico, etc. (como extratores de carpetes), com seu amplo desempenho, excelente desempenho antiespumante, boa estabilidade, baixa tensão superficial, proteção ambiental e muitas outras vantagens. Como a competitividade do produto pode ser melhorada?

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