ادامه مقالات و آموزشهای رایگان

ضدکف های سیلیکونی اصلاح شده با پلی اتر ها
بسیاری از صنایع به فناوری های کنترل فوم متکی هستند، اما برای اکثر آنها، حذف فوم تنها مورد توجه است. صنعت پوشش پیچیده تر است. همراه با کاهش فوم، فرمول‌سازها افزودنی‌ها را از نظر تمایلات ایجاد عیوب منفی برای ایجاد مسائل دیگر، مانند عیوب فیلم، چسبندگی و از دست دادن براقیت، و تأثیر بر جریان پذیری و همترازی، ارزیابی می‌کنند. افزودنی‌ای که کف را از بین می‌برد، اما سوراخ‌های ته سنجاقی، دهانه‌ آتشفشانی یا تر شدن ضغیف زیر آیند ایجاد می‌کند، فقط یک عیب را رفع کرده ولی با نقص دیگری را ایجاد می کند.
کنترل فوم یکی از ابزارهای کلیدی فناوری سیلیکون است. فراتر از صنعت پوشش، از شامپو، مواد شوینده، صندلی های فوم دار، آبجو، بنزین، آنتی اسیدها تا طیف گسترده ای از فرآیندهای شیمیایی، فناوری سیلیکون برای کنترل کف در بسیاری از جنبه های زندگی روزمره استفاده شده است. در صنعت پوشش‌ها، ضد کف‌های سیلیکونی مزایای متعددی نسبت به کف‌زداهای ارگانیک(  بر پایه مینرال اویل ها ) دارند:
•    موثر در نرخ های دوز بسیار پایین تر از آنتی فوم های ارگانیک، که منجر به کاهش هزینه قابل توجهی در استفاده می شود.
•    ماندگاری بیشتر از آنتی فوم های پایه روغن های معدنی و گیاهی؛
•     تعامل کمتر در محیط کف، منجر به مشکلات سازگاری کمتری می شود.
افزودنی‌های سنتی کنترل کف سیلیکونی برای دهه‌ها به صورت تجاری در دسترس بوده‌اند. اینها امولسیون هایی بر پایه پلی دی متیل سیلوکسان PDMS یا روغن سیلیکون هستند. آنها انرژی سطح پایینی دارند و با تجمع قطرات روغن سیلیکون آبگریز روی سطح حباب کار می کنند. اگرچه عوامل کنترل کننده فوم PDMS بسیار موثر و ارزان هستند، اما این محصولات امولسیونی به تنش برشی و حلال حساس هستند و در نتیجه مواد روغن سیلیکون ناسازگار با مواد آلی موجود در سیستم آزاد می شود که در کاربردهای پوشش می تواند نقص ایجاد کند، براقیت را کاهش دهد و قابلیت پوشش دهی  مجدد را مهار کند. به این ترتیب، اینها نباید انتخااب اولیه فرمولاتور برای کنترل فوم در کاربردهای پوشش و رنگ  باشند.
علیرغم این مسائل، این دسته از مواد دارای شایستگی هستند و همچنان مورد استفاده گسترده قرار می گیرند. پلی دی متیل سیلوکسان ها به صورت سیالات خالص، امولسیون ها، پودرها و ترکیبات (با سیلیس آبگریز) در دسترس هستند.
شیمی سیلیکون به طیف وسیعی از معماری های پلیمری اجازه می دهد که بر آب دوستی، سازگاری با مواد آلی و خواص فیزیکی تأثیر می گذارد. کوپلیمرهای سیلیکون آلی خاص عملکرد مناسبی را برای صنعت پوشش ارائه می دهند. این محصولات طراحی شده برای صنعت پوشش به صورت زیر در دسترس هستند: پلیمرهای خالص، محلول ها، امولسیون ها و کامپاندهای سیلیکونی. فناوری اولیه ارگانوسیلیکون ها کوپلیمرهای سیلیکون-پلی اتر می باشد.
فناوری سیلیکون-پلی اتر آزادی عمل آوری زیادی را در معماری مولکولی پلیمرها فراهم می کند. که از عوامل مختلف در طراحی پلیمر می توان استفاده کرد:
 

 
که بر وزن مولکولی، آب دوستی، امتزاج پذیری آلی، ویسکوزیته و قطبیت تأثیر می گذارد. تغییرات در ساختار پلیمری امکان عملکرد طراحی، بهبود جریان پذیری، همترازی ، ضریب اصطکاک سطحی پوشش، تر شوندگی و  و کنترل کف را فراهم می‌کند (چه کف‌زدایی یا فوم‌زدایی). این پلیمرها را می توان به گونه ای طراحی کرد که خود امولسیون شونده بوده و در برابر تنش برشی پایدار باشند.
سیلیکون پلی اتر ها به عنوان کف زدا : دارای قطبیت قابل تنظیم، حلالیت در آب و سازگاری با سیستم و حلال های آلی، کف زدایی عالی، رفع عیوب سطحی و پایداری داخل قوطی در حین انبار داری را نسبت به ضدکف های سیلیکونی معمولی بهبود می بخشند. 
سیلیکون اصلاح شده با پلی اتر یک کوپلیمر پلی اتر-سیلوکسان (به اختصار کوپلیمر اتر سیلیکون) است که با وارد کردن بخش های پلی اتر به مولکول سیلوکسان تهیه می شود. ضدکف سیلیکونی اصلاح شده با پلی اتر  نوع جدیدی از ضد کف سیلیکونی با کارایی بالا است  که دارای مزایای آلی و معدنی را در مولکول خود می باشد. سیلوکسان پلی اتر  از پلی اتر با قابلیت ضد کف قوی و روغن دی متیل سیلیکون با خاصیت آب گریزی قوی و شکستن سریع فوم به عنوان اجزای اصلی ساخته شده است که با امولسیفایر، پایدارکننده و سایر اجزایی که می توانند روغن سیلیکون را به صورت آلی با پلی اتر ترکیب کنند، ساخته شده است.  ضد کف های  سیلیکون پلی اتر دارای ویژگی های کشش سطحی کم، کف زدایی سریع، زمان انبارداری طولانی، هزینه کم، دوز پایین و دامنه کاربرد وسیع است . اصلاح پلی اتر ارگانوسیلیکون باعث می شود که مزایای ضدکف سیلیکونی معمولی انتخاب درجه دوم را در فرمولاسیون داشته باشد و به نوعی کف زدای سیلیکونی  با عملکرد عالی و چشم انداز کاربرد گسترده تبدیل شود.
 
در مولکول کوپلیمر سیلوکسان پلی اتر، بخش سیلوکسان یک گروه چربی دوست و بخش پلی اتر یک گروه آبدوست است. در بخش پلی اتر، زنجیره پلی اتیلن اکسید باعث صرفه جویی در انرژی برای ایجاد آب دوستی و ایجاد کف می شود و زنجیره پلی اتیلن اکسید برای ایجاد آبگریزی و نفوذپذیری در انرژی صرفه جویی می کند که تأثیر زیادی در کاهش کشش سطحی دارد. گروه های انتهای زنجیره پلی اتر نیز تأثیر زیادی بر خواص کوپلیمر سیلوکسان اتر دارند. گروه های انتهایی مشترک هیدروکسیل، آلکوکسی و غیره هستند. تنظیم جرم مولکولی نسبی بخش سیلوکسان در کوپلیمر می تواند باعث برجسته شدن یا تضعیف کوپلیمر ویژگی های سیلیکون شود. به طور مشابه، تغییر وزن مولکولی نسبی بخش پلی‌اتر باعث افزایش یا کاهش نسبت ارگانوسیلیکن در مولکول می‌شود که بر عملکرد کوپلیمر تأثیر می‌گذارد. کف‌زدای سیلیکونی اصلاح‌شده با پلی‌اتر  به راحتی در آب امولسیون می‌شود و به آن «کف‌زدای خود امولسیون‌کننده» نیز می‌گویند. بالاتر از دمای نقطه ابری(در پیوست پایین شرح داده شده است) خود، حلالیت در آب و پایداری مکانیکی خود را از دست می دهد و در برابر اسیدها، قلیاها و نمک های معدنی مقاوم است و در شرایط سخت می توان از آن برای کف زدایی استفاده کرد.
 
به منظور بهبود چربی دوستی در مرکب های پایه آب، پوشش‌ها، سیالات برشکاری و غیره، بخشی از گروه‌های متیل در مولکول‌های کوپلیمر کف‌زدای سیلیکون اصلاح‌شده با پلی‌اتر  با گروه‌های آلکیل با زنجیره بلند جایگزین می‌شوند که می‌توانند به طور موثرتری عمل کنند. اثر کف زدایی به منظور داشتن عملکرد بهتر کف زدایی در زیر دمای نقطه ابری، کف زداهای خود امولسیون کننده تجاری معمولاً با فیوم سیلیکا (سیلیکون دی اکسید) ترکیب و واکنش داده می شوند تا در در این حالت زیر دمای نقطه ابری، سورفکتانت های سیلیکونی اصلاح شده پلی اتر نیز می توانند به عنوان امولسیفایر و دیسپرس کننده بخش روغنی مولکول پلی دی متیل سیلوکسان عمل کنند. 

پیوست : 

نقطه ابری در سوفکتانت ها چیست؟

نقطه ابری ویژگی مهمی است که باید هنگام ارزیابی سورفکتانت ها برای فرمولاسیون خود در نظر بگیرید.
نقطه ابری به عنوان دمایی تعریف می شود که بالاتر از آن یک فاز غنی از سورفاکتانت از محلول آبی جدا می شود. این جداسازی زمانی اتفاق می‌افتد که برای مثال یک سورفکتانت غیریونی به دلیل افزایش گرما نامحلول می‌شود و در نتیجه یک پراکندگی کدر یا مه‌آلود در محلول ایجاد می‌شود. با افزایش گرما و ناپایداری، محلول ممکن است تحت جداسازی فاز کامل قرار گیرد.
به طور کلی درک می شود که سورفکتانت های غیر یونی زمانی که در دماهای نزدیک یا نزدیک به نقطه ابری خود استفاده می شوند مؤثرترین عملکرد را دارند.
با در نظر گرفتن این موضوع، می توان نقطه ابری یک محلول را از طریق حضور مواد دیگر دستکاری کرد. به طور خاص، اجزای خاصی می توانند نقطه ابری محلول را کاهش داده یا افزایش دهند. به عنوان مثال، افزودن یک جفت یا هیدروتروپ می تواند نقطه ابری یک محلول را افزایش دهد، در حالی که سازندگان یا سایر نمک ها (الکترولیت ها) دمای نقطه ابری را کاهش می دهند. در واقع، نمک های مختلف منجر به نرخ های مختلف نزول نقطه ابری یک سورفکتانت می شود.
با افزایش محتوای اکسید اتیلن (EO) یک سورفکتانت خاص، نقطه ابری و حلالیت در آب افزایش می‌یابد. برعکس، با افزایش طول زنجیره کربن آلکیل، نقطه ابری کاهش می یابد. به این ترتیب، زمانی که طول زنجیره کربنی یک مولکول افزایش می‌یابد، باید تعداد بیشتری مول EO اضافه شود تا نقطه ابری یکسانی برای سورفکتانت حفظ شود.
به طور خلاصه، درک نقطه ابری و نحوه تنظیم این ویژگی از طریق ابزارهایی مانند انتخاب سورفکتانت و ادغام هیدروتروپ می تواند به تغییر، تثبیت و بهینه سازی عملکرد یک فرمول کمک کند.