Đôi khi bọt chỉ làm giảm hiệu quả sản xuất. Trong những trường hợp nghiêm trọng hơn, nó dẫn đến tràn, đọc sai thể tích, lỗ kim, san phẳng kém, vón cục sắc tố, độ nhớt hệ thống cao, khuyết tật lớp phủ và chất lượng sản phẩm không ổn định 2.
Đó là lý do chất khử bọt ra đời.
Chất khử bọt không chỉ là một chất hóa học loại bỏ bọt khí. Đúng vậy. lựa chọn chất khử bọt Có thể cải thiện độ ổn định của quá trình gia công, giảm các khuyết tật bề mặt và giúp các nhà sản xuất tạo ra sản phẩm cuối cùng mịn hơn, sạch hơn và đáng tin cậy hơn.
Tuy nhiên, không có chất khử bọt nào phù hợp với mọi trường hợp. Một sản phẩm hoạt động tốt trong một loại sơn gốc nước có thể tạo ra các vết lõm hoặc mờ đục trong hệ thống khác. Một chất khử bọt có khả năng phá vỡ bọt mạnh mẽ có thể không mang lại hiệu quả ngăn chặn bọt lâu dài tốt. Do đó, việc phân loại và lựa chọn phải chính xác.
Tại sao bọt lại xuất hiện trong các hệ thống công nghiệp?
Bọt được tạo thành bằng cách phân tán khí trong chất lỏng và ổn định nó bằng các chất hoạt động bề mặt.
Thông thường, bọt không ổn định trong nước tinh khiết. Vấn đề xảy ra khi có mặt các chất hoạt động bề mặt, chất làm ướt, chất nhũ hóa, nhựa, protein, chất phân tán hoặc các vật liệu hoạt động bề mặt khác. Các phân tử này dễ dàng khuếch tán đến giao diện khí-lỏng và tạo thành một lớp màng đàn hồi xung quanh bọt khí.
Độ nhớt bề mặt, độ nhớt chất lỏng và hiệu ứng sức căng bề mặt tự phục hồi của màng phim khiến nó có khả năng chống lại sự vỡ. Điều này giúp ổn định các bọt khí và ngăn chúng bị vỡ.
Bọt thường được tạo ra trong quá trình phân tán tốc độ cao, nghiền bột màu hoặc trong việc ứng dụng nhựa trong sơn phủ và mực in. Bọt có thể được tạo ra từ các polyme hòa tan trong nước và bằng cách khuấy trộn cơ học trong chất kết dính và sản xuất giấy. Bọt thường liên quan đến chất hoạt động bề mặt, chất hữu cơ và việc cung cấp không khí liên tục trong xử lý nước thải và làm sạch công nghiệp.
Tóm lại, vấn đề rất đơn giản. Bất cứ nơi nào không khí, sự khuấy trộn và các chất hoạt động bề mặt gặp nhau, vấn đề tạo bọt rất dễ xảy ra.
Hình 1: Cấu trúc bọt và sự tiến hóa của màng chất lỏng
Cơ chế hoạt động của chất khử bọt là gì?
Chức năng chính của chất khử bọt là phá hủy hoặc làm suy yếu lớp màng bọt ổn định.
Chất khử bọt thường chỉ tương thích với một hệ thống tạo bọt hạn chế. Bằng cách này, nó có thể xâm nhập vào màng bọt thay vì hòa tan hoàn toàn trong chất lỏng. Khi tiếp xúc với bề mặt bọt, nó phá vỡ sức căng bề mặt cục bộ, làm suy yếu độ đàn hồi của màng, làm mỏng màng chất lỏng hoặc bổ sung các hạt kỵ nước giúp làm vỡ bọt.
Trên thực tế, các chất phụ gia kiểm soát bọt có thể hoạt động theo ba cách.
Chất phá bọt (chất khử bọt)
Chất phá bọt được thêm vào khi bọt đã hình thành. Mục đích chính của chúng là làm vỡ bọt nhanh chóng. Chúng hữu ích trong điều kiện nhiều bọt như sản xuất sơn phủ, bể chứa nước thải, làm sạch công nghiệp và trộn tốc độ cao.
Chất kiểm soát bọt (Chất chống tạo bọt)
Chất chống tạo bọt được thêm vào trước hoặc trong quá trình sản xuất để ngăn bọt hình thành trở lại. Chúng rất quan trọng đối với các hệ thống hoạt động lâu dài như sản xuất giấy, chất kết dính, bể làm sạch tuần hoàn và xử lý nước thải.
Chất khử khí (Chất khử khí)
Bộ khử khí làm cho các bọt khí nhỏ trong chất lỏng kết tụ lại thành các bọt khí lớn hơn. Các bọt khí lớn hơn có độ nổi cao hơn và thoát ra khỏi hệ thống. Điều này hữu ích khi bọt khí siêu nhỏ gây ra các lỗ nhỏ, độ trong suốt kém, độ bóng thấp hoặc các khuyết tật trên lớp phủ.
Trong nhiều công thức công nghiệp, giải pháp tốt nhất không phải là một chức năng đơn lẻ, mà là sự cân bằng giữa khả năng khử bọt nhanh, khả năng ngăn chặn bọt lâu dài và khả năng tương thích tốt.
Hình 2: Cơ chế hoạt động của chất khử bọt
Các loại chất khử bọt chính
Hầu hết các chất khử bọt thương mại là hỗn hợp các công thức. Chúng có thể bao gồm các chất khử bọt hoạt tính, chất mang, các hạt kỵ nước, chất nhũ hóa và chất ổn định. Các loại sau đây được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp.
Chất chống tạo bọt silicon
Chất khử bọt gốc silicon Các chất tẩy bọt này thường được làm từ dầu silicon, thường có chứa silica kỵ nước hoặc các hạt khác. Chúng có sức căng bề mặt thấp, tốc độ khử bọt nhanh, khả năng phá bọt mạnh và khả năng chịu nhiệt tốt.
Chúng được sử dụng rộng rãi trong các loại sơn phủ, mực in, xử lý dệt may, chất lỏng gia công kim loại, xử lý nước công nghiệp và các hệ thống khác cần kiểm soát bọt nhanh chóng.
Hạn chế nằm ở khả năng tương thích. Trong các loại sơn phủ và mực in, việc sử dụng quá liều hoặc khả năng tương thích kém có thể gây ra hiện tượng rỗ bề mặt, mắt cá, mất độ bóng hoặc các khuyết tật bề mặt. Do đó, người ta luôn phải thử nghiệm chất khử bọt silicone trong công thức cuối cùng.
Chất khử bọt Polyether
Các chất khử bọt polyete thường dựa trên các copolyme khối EO/PO. Chúng nổi tiếng với khả năng ngăn chặn bọt lâu dài, độ tương thích tốt và hiệu suất ổn định trong nhiều hệ thống gốc nước hoặc kiềm.
Chúng có thể không khử bọt nhanh như chất khử bọt gốc silicone. Ưu điểm của chúng là khả năng chống tạo bọt lâu dài.
Chúng được sử dụng trong sản xuất giấy, lên men, làm sạch công nghiệp, chất tẩy rửa, xử lý nước thải và trong các hệ thống kiềm nơi bọt được tái sử dụng liên tục.
Chất khử bọt gốc dầu khoáng
Các chất khử bọt gốc dầu khoáng thường được làm từ dầu trắng hoặc parafin lỏng, và chứa các hạt kỵ nước, amit béo hoặc các chất hoạt tính khác.
Hiệu quả về chi phí là một lợi thế lớn của chúng. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp nói chung, phụ gia xi măng, lớp phủ giá rẻ, công thức nông nghiệp và hệ thống lực cắt thấp.
Nhược điểm là: hiệu quả khử bọt kém, thời gian dập bọt ngắn hơn, có thể gây mờ và không phù hợp lắm với các hệ thống trong suốt hoặc có độ bóng cao.
Chất khử bọt silicon biến tính polyete
Các chất khử bọt silicone biến tính polyether kết hợp khả năng phá vỡ bọt nhanh chóng của silicone với tính tương thích và khả năng ức chế lâu dài của hóa học polyether.
Loại này thường được sử dụng trong các hệ thống hiệu suất cao hơn vì nó mang lại sự cân bằng tốt hơn giữa hiệu quả và khả năng tương thích. Nó có lợi cho các lớp phủ gốc nước, mực in chất lượng cao, hoàn thiện dệt may, hóa chất điện tử và các hệ thống khác yêu cầu khả năng khử bọt tốt và nguy cơ lỗi bề mặt thấp.
Nhược điểm chính là chi phí cao hơn, nhưng giá trị tổng thể của công thức có thể được nâng cao bằng cách giảm thiểu các lỗ nhỏ, vết lõm và công đoạn làm lại.
Chất khử bọt polyme và hợp chất không chứa silicone
Một số hệ thống không thể sử dụng silicone do các vấn đề về phủ lại, in ấn, độ bám dính hoặc ô nhiễm bề mặt. Trong trường hợp này, chất khử bọt polymer không chứa silicone thường hoạt động tốt hơn.
Các chất khử bọt hỗn hợp kết hợp nhiều loại hóa chất khác nhau để tạo ra sự cân bằng giữa khả năng loại bỏ bọt nhanh chóng, khả năng ức chế lâu dài, tính tương thích và kiểm soát chi phí. Chúng thường được sử dụng khi một loại chất khử bọt đơn lẻ không thể đáp ứng tất cả các yêu cầu về hiệu suất.
Hình 3: So sánh các loại chất khử bọt và hiệu suất
Cách chọn chất khử bọt phù hợp
Việc lựa chọn chất khử bọt nên bắt đầu từ hệ thống, chứ không phải tên sản phẩm. Cùng một chất khử bọt có thể hoạt động rất khác nhau trong các công thức khác nhau.
1. Xác định loại hệ thống
Đối với hệ sơn gốc nước, chất khử bọt phải phân tán tốt, không làm tách dầu và không ảnh hưởng đến hình thức hoặc độ trong suốt của màng sơn. Hãy thử sử dụng silicone biến tính polyether, polyether, polymer không chứa silicone hoặc chất khử bọt gốc dầu khoáng được lựa chọn.
Đối với các hệ thống gốc dung môi, chất khử bọt phải tương thích với nhựa và dung môi; nó không được gây ra hiện tượng mờ đục, nổi, mất độ bóng hoặc các khuyết tật bề mặt. Silicone, silicone biến tính và các chất khử bọt polyme đặc biệt là những lựa chọn điển hình ban đầu.
Tính ổn định nhiệt rất quan trọng trong các hệ thống nhiệt độ cao. Các sản phẩm silicon, polyether và silicon biến tính polyether nhìn chung tốt hơn so với các hệ thống dầu khoáng cơ bản.
Đối với các hệ thống trong suốt hoặc có độ bóng cao, khả năng tương thích quan trọng hơn khả năng phá vỡ bọt tối đa.
2. Vấn đề bọt khí nghiêm trọng
Hãy sử dụng chất phá bọt nhanh trong trường hợp bọt hình thành đột ngột và cần phá vỡ nhanh chóng.
Nếu bọt hình thành từ từ và trong thời gian dài trong quá trình xử lý, hãy sử dụng chất chống tạo bọt vĩnh viễn.
Nếu vẫn còn những bọt khí nhỏ trong chất lỏng gây ra các lỗ nhỏ hoặc làm cho bề mặt không đều, hãy sử dụng chất khử khí hoặc chất khử bọt có khả năng loại bỏ bọt siêu nhỏ tốt.
Câu hỏi đúng không phải là "Chất khử bọt nào mạnh nhất?" mà là "Vấn đề bọt nào cần được giải quyết trước tiên?"
3. Ghép giai đoạn quy trình
Các chiến lược kiểm soát bọt khác nhau có thể được áp dụng ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất lớp phủ và mực in.
Công thức này có độ nhớt cao và lực cắt mạnh khi nghiền hoặc phân tán tốc độ cao. Có thể cần chất khử bọt hoặc chất khử khí mạnh hơn.
Công thức này dễ bị nổi bọt, tạo mắt cá và mất độ bóng khi pha loãng hoặc điều chỉnh cuối cùng. Thông thường, một chất khử bọt tốt hơn sẽ tương thích hơn.
Các lỗ nhỏ li ti đặc biệt quan trọng đối với mực và lớp phủ gốc nước trên gỗ. Đối với các loại sơn gốc dung môi và sơn sàn, việc khử bọt hiệu quả phải được cân bằng với bề mặt nhẵn mịn.
4. Thử nghiệm trước khi sử dụng rộng rãi.
Đừng chỉ tin vào bảng thông số kỹ thuật.
Thử nghiệm lắc chai có thể được sử dụng để sàng lọc nhanh. Thêm một lượng chất khử bọt cố định. Lắc trong cùng điều kiện. So sánh chiều cao bọt và thời gian bọt tan hết.
Thử nghiệm bằng cách cho không khí lưu thông hoặc sủi bọt là phương pháp tốt hơn để đánh giá khả năng ngăn chặn bọt lâu dài.
Đối với lớp phủ và mực in, bước kiểm tra cuối cùng nên được thực hiện trên các tấm mẫu thử. Kiểm tra xem có lỗ kim, vết lõm, thay đổi độ bóng, mờ, độ phẳng, màu sắc có đẹp không. Chất khử bọt chỉ hiệu quả nếu nó kiểm soát được bọt mà không làm hỏng lớp màng cuối cùng.
5. Tối ưu hóa liều lượng và phương thức bổ sung
Việc sử dụng nhiều chất khử bọt hơn không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với hiệu quả tốt hơn.
Sử dụng quá liều có thể gây ra các vết lõm, bề mặt không đều, mất độ bóng, hiện tượng nổi hoặc mờ. Đối với nhiều hệ thống dạng lỏng, việc thử nghiệm có thể bắt đầu ở mức 0,1% và sau đó điều chỉnh từng bước tùy thuộc vào khả năng kiểm soát bọt và độ bóng của bề mặt.
Thường thì việc thêm tất cả cùng một lúc sẽ gây hại hơn là thêm từng bước. Ví dụ, một phần chất khử bọt có thể được thêm vào trong quá trình xay và phần còn lại được thêm vào trong quá trình làm loãng sữa.
Chất khử bọt có thể được sử dụng hoặc thêm vào trong quá trình vận hành cho các hệ thống tuần hoàn như bể làm sạch, dung dịch cắt gọt và xử lý nước thải. Việc bổ sung định kỳ kết hợp với kiểm tra bọt đơn giản tại hiện trường thường cho kết quả đáng tin cậy hơn.
Hình 4: Sơ đồ quy trình lựa chọn chất khử bọt
Hướng dẫn lựa chọn chất khử bọt theo ứng dụng
| Hệ thống ứng dụng | Vấn đề điển hình về bọt | Hướng dẫn được đề xuất |
|---|
| Lớp phủ gốc nước | Bọt, lỗ nhỏ, bong bóng siêu nhỏ | Silicone biến tính polyether, polyme không chứa silicone, nhũ tương silicone được chọn lọc |
| Lớp phủ gốc dung môi | Bọt khí trong quá trình sản xuất, khuyết tật bề mặt | Silicone, silicone biến tính, chất khử bọt polymer tương thích |
| Mực in | Bọt, khả năng truyền tải kém, lỗ nhỏ li ti | Polyme không chứa silicon, silicon biến tính polyete |
| Chất kết dính | Sự tích tụ bọt lâu dài | Polyether, chất khử bọt polymer, chất khử bọt gốc nước thân thiện với môi trường |
| Sản xuất giấy | Vấn đề bọt khí và thoát nước liên tục | Polyether, dầu khoáng, chất khử bọt hỗn hợp |
| Vệ sinh công nghiệp | Sự tích tụ bọt nhanh chóng | Polyether, silicone, chất khử bọt hỗn hợp |
| Hệ thống độ bóng cao | Nguy cơ xuất hiện hiện tượng mờ đục, vết lõm, mất độ bóng. | Chất khử bọt polyme hoặc silicon biến tính có độ tương thích cao |
iSuoChem®: Đối tác đáng tin cậy trong việc lựa chọn chất khử bọt.
Việc lựa chọn chất khử bọt không chỉ đơn thuần là vấn đề hóa học. Cần hiểu rõ hệ thống nhựa, pha dung môi hoặc nước, hàm lượng chất tạo màu, điều kiện cắt, phương pháp ứng dụng, độ ổn định khi bảo quản và các yêu cầu về bề mặt cuối cùng.
iSuoChem® cung cấp các giải pháp khử bọt cho cả hệ gốc nước và gốc dầu (Chất khử bọt gốc dầu và Chất khử bọt gốc nước). Sản phẩm của hãng dựa trên công nghệ silicone, polymer không chứa silicone, dầu khoáng và copolymer khối. Các chất khử bọt này được sử dụng trong sơn phủ, mực in, chất kết dính, sản xuất giấy, làm sạch công nghiệp và các ứng dụng liên quan.
Kiểm soát bọt thường liên quan đến các chất phụ gia khác trong sản xuất sơn và mực in, ví dụ như chất phân tán, chất làm ướt, chất làm phẳng, chất phụ gia sáp và chất làm đặc. Một giải pháp phụ gia toàn diện có thể giảm thiểu thử nghiệm và sai sót, đồng thời tăng cường tính ổn định của công thức.
Nhà cung cấp chuyên nghiệp có thể giúp khách hàng lựa chọn loại chất khử bọt phù hợp, với giá cả cạnh tranh. giá chất khử bọtCân bằng tốc độ khử bọt và khả năng tương thích, ngăn ngừa các khuyết tật bề mặt và đảm bảo sản phẩm phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế.
Bản tóm tắt
Chất khử bọt là chất phụ gia có hàm lượng thấp nhưng lại có tác động đáng kể đến hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Phương pháp lựa chọn thực tế: Hiểu rõ hệ thống, xác định vấn đề tạo bọt, lựa chọn loại chất khử bọt phù hợp, thử nghiệm trong công thức thực tế và tối ưu hóa liều lượng một cách cẩn thận.
Chất khử bọt phù hợp không chỉ cần loại bỏ bọt nhanh chóng. Nó còn phải đáp ứng các yêu cầu như khả năng kiểm soát bọt ổn định, tính tương thích cao, giảm thiểu các khuyết tật bề mặt và sản xuất công nghiệp nhất quán.
Câu hỏi thường gặp (Những người khác cũng hỏi)
Chất chống tạo bọt và chất khử bọt – sự khác biệt là gì?
Chất khử bọt phá hủy bọt đã có sẵn, trong khi chất chống tạo bọt ngăn ngừa sự hình thành hoặc tái tạo bọt. Có rất nhiều sản phẩm thương mại thực hiện cả hai chức năng này.
Loại chất khử bọt nào tốt nhất cho sơn gốc nước?
Không có một phương pháp nào là tốt nhất. Các lựa chọn điển hình là silicone biến tính polyether, polymer không chứa silicone và một số chất khử bọt nhũ tương silicone được chọn lọc, tuy nhiên, lựa chọn cuối cùng sẽ phụ thuộc vào loại nhựa, hàm lượng sắc tố, độ bóng, phương pháp ứng dụng và độ nhạy cảm với các khuyết tật.
Chất khử bọt có thể gây ra các vết lõm như thế nào?
Chất khử bọt phải có độ không tương thích một phần để có thể thẩm thấu và phá hủy lớp bọt. Nếu độ không tương thích quá cao với công thức, nó có thể lan lên bề mặt và tạo ra các vết lõm, lỗ cá hoặc độ phẳng kém.
Nên thử liều lượng nào trước?
Nhiều hệ thống có thể bắt đầu ở mức khoảng 0,1% và tăng dần. Nếu bọt vẫn còn, hãy tăng từ từ. Nếu xuất hiện các vết lõm, mờ hoặc mất độ bóng, hãy giảm liều lượng hoặc sử dụng loại phù hợp hơn.
— iSuoChem: Đối tác đáng tin cậy của bạn trong các giải pháp khử bọt cho sơn phủ, mực in, chất kết dính và hệ thống công nghiệp.
