In vielen Bereichen wie der chemischen Produktion, der Wasseraufbereitung, der Lebensmittelverarbeitung sowie bei Beschichtungen und Tinten beeinträchtigt die Schaumbildung häufig die Produktionseffizienz, die Produktqualität und sogar die Prozesssicherheit. Entschäumer sind als zentrale Additive zur Lösung von Schaumproblemen seit langem aus der industriellen Produktion nicht mehr wegzudenken. Derzeit werden die auf dem Markt befindlichen Entschäumer hauptsächlich in zwei Lager unterteilt: -Silikon-Entschäumer und silikonfreie-Entschäumer. Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung und Struktur unterscheiden sie sich erheblich in der Leistung, den anwendbaren Szenarien und den Nutzungsbeschränkungen. Eine falsche Auswahl führt nicht nur nicht zur Lösung des Schaumproblems, sondern kann auch zu Produktfehlern, Prozessausfällen und anderen versteckten Gefahren führen.
Die Hauptfunktion von Entschäumern besteht darin, die Stabilität des Schaums zu stören. Durch die Verringerung der Oberflächenspannung des Schaums und die Zerstörung der Schaumfilmstruktur erzielen sie die doppelte Wirkung, den Schaum zu brechen und zu unterdrücken. Der wesentliche Unterschied zwischen Silikon- und silikonfreien Entschäumern liegt in ihren unterschiedlichen Kernwirkstoffen, die auch die Unterschiede in ihrer späteren Leistung und Anwendung bestimmen.
Der Hauptwirkstoff von Silikonentschäumern ist Polysiloxan (auch als Silikonöl bekannt), das normalerweise mit hydrophoben Partikeln (z. B. mit Silikonöl behandelter hydrophober Kieselsäure), Emulgatoren, Trägern und anderen Komponenten zu einem Gesamtsystem vermischt wird.
Seine Kernstruktur besteht aus abwechselnden helikalen Molekülketten von Siloxanen (Si-O), wobei jedes Siliziumatom typischerweise an zwei Methylgruppen gebunden ist. Diese einzigartige Struktur verleiht ihm eine extrem niedrige Oberflächenspannung (typischerweise 20-21 dyn/cm, weit niedriger als die 72 dyn/cm von Wasser) und chemische Stabilität, wodurch eine Reaktion mit den meisten sauren-Base-Salzsystemen verhindert wird. Zu den gängigen Arten von Silikon-Entschäumern gehören Polydimethylsiloxan-Entschäumer und Polyether--modifizierte Silikon-Entschäumer. Polyethermodifizierte Produkte vereinen durch die Einführung von Polyethersegmenten in das Siloxanmolekül die hohe Entschäumungseffizienz von Silikon mit der Kompatibilität von Polyether und eignen sich somit für komplexere Systeme. Diese modifizierten Produkte verfügen außerdem über die Schmier-, Verteil- und Emulgierstabilität der Polyether-Segmente, was ihre Anwendungsszenarien weiter erweitert.
Silikon-freie Entschäumer (auch bekannt als Nicht-Silikon-Entschäumer) beziehen sich auf Entschäumer, die keine Siloxankomponenten enthalten. Zu ihren Hauptwirkstoffen gehören hauptsächlich Nicht-Silikon-Substanzen wie Polyether, Mineralöle, Fettalkohole, Fettsäureester und Acrylpolymere. Ähnlich wie Silikonentschäumer erzielen auch silikonfreie Entschäumer ihre entschäumende Wirkung, indem sie die Oberflächenspannung des Schaums verringern und die Schaumfilmstruktur zerstören. Der Unterschied besteht darin, dass es sich bei ihren Wirkstoffen meist um wasser{{7}lösliche oder öll{8}lösliche organische Substanzen handelt, die sich bei der Entfaltung ihrer Wirkung auf ihre eigenen oberflächenaktiven Eigenschaften verlassen.
Unter ihnen sind Polyether-Entschäumer (wie Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Blockcopolymere) die am häufigsten verwendeten silikonfreien Entschäumer mit guter Verträglichkeit und umgekehrter Löslichkeit (Trübungspunkteffekt). Bei hohen Temperaturen fallen sie aus und entschäumen, bei niedrigen Temperaturen lösen sie sich in Wasser auf. Mineralöl-Entschäumer verwenden Mineralöl als Träger und werden mit hydrophoben Partikeln versetzt, die kostengünstiger sind. Fettalkohol- und Ester-Entschäumer sind biologisch gut abbaubar und eignen sich für Szenarien mit hohen Umweltschutzanforderungen.
Anwendungsszenarien
Silikonentschäumer mit ihren Vorteilen der schnellen Entschäumung, der lang anhaltenden Schaumunterdrückung, der Beständigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen sowie der Beständigkeit gegen Säuren und Laugen werden häufig in Bereichen mit hohen Anforderungen an die Entschäumungseffizienz und rauen Prozessumgebungen eingesetzt. Sie eignen sich besonders für Szenarien mit großen Schaummengen und kontinuierlicher Schaumbildung. Spezifische Anwendungen sind wie folgt:
Im Bereich der chemischen Produktion eignen sich Silikonentschäumer für verschiedene chemische Reaktionen, Lösungsrühren, Destillation, Extraktion und andere Prozesse, wie die Herstellung von Kunstharzen, Gummi, Beschichtungsrohstoffen und Säure-Base-Neutralisationsreaktionen. Da bei der chemischen Produktion häufig raue Bedingungen wie hohe Temperaturen, hoher Druck sowie starke Säuren und Laugen herrschen, erfüllen die chemische Stabilität und Temperaturbeständigkeit von Silikonentschäumern diese Anforderungen und verhindern wirksam Probleme wie eine verringerte Reaktionseffizienz und Materialverschwendung durch Schaum. Beispielsweise können bei Polyurethan-Synthesereaktionen Silikonentschäumer die große Schaummenge, die während der Reaktion entsteht, schnell beseitigen und so ein gleichmäßiges Molekulargewicht des Produkts gewährleisten; Bei der Herstellung von Beschichtungsrohstoffen können sie die Schaumbildung während der Pigmentdispersion unterdrücken und so die Reinheit des Rohstoffs verbessern.
Silikon-freie Entschäumer mit ihren Vorteilen einer guten Verträglichkeit, keinen Silikonrückständen und einer leichten biologischen Abbaubarkeit werden hauptsächlich dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an Produktreinheit und Oberflächenqualität gestellt werden oder Silikonkomponenten verboten sind. Spezifische Anwendungen sind wie folgt:
In der Beschichtungs-, Tinten- und Klebstoffindustrie ist dies einer der Hauptanwendungsbereiche für silikonfreie Entschäumer, die sich besonders für hochwertige Holzbeschichtungen, Autolacke, Metallic-Lacke, UV-härtende Systeme, Kunststoffbeschichtungen (PP, ABS usw.) und Druckfarben für Polyolefinfolien eignen. Bei diesen Anwendungen können Silikonentschäumer leicht Oberflächenfehler wie Nadellöcher, Fischaugen und Silikonflecken verursachen, die den Verlauf, die Haftung und die Druckergebnisse der Beschichtung beeinträchtigen. Silikonfreie Entschäumer (wie Acrylpolymere und Polyether) sind gut verträglich und entschäumen effektiv, ohne das Aussehen des Produkts oder die spätere Verarbeitungsleistung (wie Wiederbeschichtbarkeit und Haftfestigkeit) zu beeinträchtigen. Beispielsweise sorgen silikonfreie Entschäumer bei LED-Verkapselungsklebstoffen und beim Vergießen optischer Komponenten dafür, dass die vergossenen Teile transparent und frei von Nadellöchern sind und die optische Leistung oder Haftung nicht beeinträchtigen.
In den Bereichen Elektronik und Präzisionsbearbeitung eignet sich dieses Produkt unter anderem für die PCB-Reinigung, die Reinigung elektronischer Komponenten und die Präzisionsmetallverarbeitung (Stahlplattenreinigung, Phosphatierung, Vorbehandlung). Silikonkomponenten sind streng kontrollierte Verunreinigungen in der Halbleiterindustrie. Silikonrückstände können zu Kurzschlüssen, schlechter Lötung und einer Verschlechterung der Qualität des Phosphatierungsfilms führen. Silikon-freie Entschäumer (wie spezielle Polyether und Fluorkohlenwasserstoffe) hinterlassen keine Silikonrückstände, verhindern eine Silikonverunreinigung und gewährleisten die Präzision und Leistung des Produkts. Bei der Reinigung von Leiterplatten beispielsweise beseitigen silikonfreie Entschäumer den Schaum in der Reinigungslösung, ohne Verunreinigungen zu hinterlassen, und stellen so die Isolationsleistung der Leiterplatte sicher.
In der Textildruck- und Färbeindustrie eignet es sich zum Färben, Bedrucken und Veredeln (Weichmachen) heller -farbiger Stoffe. Silikonrückstände lassen sich nur schwer abwaschen und können nach dem Trocknen „Silikonflecken“ bilden, die zu Farbabweichungen und Farbunterschieden führen können. Es kann auch zu Konflikten mit Silikonweichmachern kommen. Fettalkoholemulsionen und silikonfreie Entschäumer auf Polyetherbasis--können diese Probleme vermeiden und für eine gleichmäßige Färbung und eine saubere Stoffoberfläche sorgen.
Silikonentschäumer und silikonfreie Entschäumer sind nicht „qualitativ gegensätzlich“, sondern jeder hat seine eigenen Stärken und eignet sich für unterschiedliche Szenarien: Silikonentschäumer sind hinsichtlich hoher Effizienz, lang anhaltender Wirkung und Beständigkeit gegenüber rauen Umgebungen überlegen, sodass sie für Szenarien mit hohen Anforderungen an die Entschäumungseffizienz und ohne Einschränkungen hinsichtlich Silikonrückständen geeignet sind; Silikon-freie Entschäumer zeichnen sich durch gute Verträglichkeit, keine Rückstände und Umweltfreundlichkeit aus und eignen sich daher für Szenarien mit hohen Anforderungen an Produktqualität und Umweltschutz, in denen Silikonbestandteile verboten sind.
