کف زداها یک افزودنی ضروری در فرمولاسیون پوشش هستند. با این حال، بسیاری از مهندسان، در مواجهه با طیف گسترده ای از محصولات در بازار، اغلب تنها بر روی "قدرت کف زدایی" خود تمرکز می کنند در حالی که اصول اساسی را نادیده می گیرند. درک مکانیسم عملکرد کف زداها به ما کمک می کند تا در سیستم های مختلف انتخاب های منطقی تری داشته باشیم.
I. ماهیت و عوامل تثبیت کننده حباب ها
فوم سیستمی است که در آن گاز در مایع پخش می شود. در پوشش ها، حباب ها معمولاً از طریق فرآیندهایی مانند هم زدن و اعمال وارد می شوند. پایداری فوم به قدرت فیلم مایع بستگی دارد. مایعات خالص بعید است که فوم های پایداری تشکیل دهند، اما سورفکتانت ها، رزین ها و سایر اجزای پوشش ها در سطح مشترک گاز{3}}مایع جذب می شوند و کشش سطحی را کاهش می دهند و یک لایه مایع الاستیک تشکیل می دهند که مانع ادغام و فروپاشی حباب می شود.
II. عملکرد اصلی کف‌زداها: برهم زدن ثبات فیلم مایع
عملکرد کف زداها برهم زدن پایداری لایه مایع کف است. مکانیسم اصلی آنها این است:
کشش سطحی کم و پخش سریع: کشش سطحی کف زداها بسیار کمتر از فیلم مایع فوم است، بنابراین می توانند به سرعت روی سطح فیلم مایع پخش شوند و جایگزین مولکول های پایدار اصلی شوند. تشکیل نقاط ضعف: در طول فرآیند پخش، کف زدا مقداری مایع را از لایه مایع می برد و باعث نازک شدن فیلم و در نهایت پاره شدن آن می شود. ادغام و شناور شدن: برای میکروحباب‌ها (200 تا 300 نانومتر)، برخی از کف‌زداها می‌توانند ادغام خود را به حباب‌های بزرگ‌تر ارتقا دهند، افزایش آنها به سطح مایع و متعاقب آن پارگی را تسریع کنند، در نتیجه کف را کاملا از بین ببرند.
III. ویژگی های کف زدا با ساختارهای شیمیایی مختلف
ساختار شیمیایی یک کف زدا ویژگی های عملکرد آن را تعیین می کند. انواع متداول عبارتند از:
کف زداهای مبتنی بر{0}پلی اتر: مانند پلیمرهای بلوک EO-. این کف زداها سازگاری خوبی دارند و کمتر باعث ایجاد سوراخ سوزنی می شوند، اما قدرت کف زدایی آنها نسبتاً خفیف است و آنها را برای سیستم های معمولی مناسب می کند. نسبت آب دوست به آبگریز در ساختار آنها قابل تنظیم است، بنابراین بر قابلیت پخش و سرعت کف زدایی آنها در آب تأثیر می گذارد. مواد ضد کف مبتنی بر سیلیکون: مانند امولسیون های پلی دی متیل سیلوکسان. سیلیکون ها کشش سطحی بسیار کم، سرعت کف زدایی سریع و عملکرد عالی در مهار کف دارند. با این حال، برخی از سیلیکون ها ممکن است در دماهای بالا مهاجرت کنند که منجر به مشکلات چسبندگی بین لایه ها می شود. بنابراین انتخاب دقیق در سیستم های رنگ پخت مورد نیاز است. مواد ضد کف غیر{10}بر پایه پلیمرهای سیلیکونی{11}: به ذرات حاوی ذرات آبگریز و ذرات بدون. حامل‌ها برخی از پلیمرهای ستاره‌دار، آکریلات‌ها، یا ترکیبات هیدروکربنی مستقیم-زنجیره‌ای، و غیره هستند. این کف‌زداها فاقد سیلیکون هستند، از خطرات مهاجرت سیلیکون جلوگیری می‌کنند، در حالی که هنوز قدرت کف‌زدایی خوبی دارند. برای پوشش‌های مبتنی بر حلال، کف‌زدای‌های مبتنی بر پلیمر معمولاً حاوی ذرات آبگریز نیستند. با این حال، برای رنگ‌های{21}بر پایه آب، ذرات آبگریز اغلب مورد نیاز هستند زیرا می‌توانند کف را بشکنند و نیازهای کف‌زدایی اکثر سیستم‌ها را برآورده کنند. با این حال، برای سیستم‌هایی که نیاز به براقیت بسیار بالایی دارند، یا در چاپ جوهرافشان، ذرات همچنان می‌توانند بر براقیت اثر بگذارند یا باعث مسدود شدن سر چاپ شوند. در چنین مواردی، بهتر است مدلی را انتخاب کنید که حاوی ذرات آبگریز نباشد. کف‌زدای مبتنی بر{24}روغن معدنی: ساختار آنها شبیه به کف‌زدای‌های غیر{25}}پلیمری سیلیکونی- است، با این تفاوت که حامل روغن معدنی است. آنها از ناسازگاری بین روغن معدنی و آب، و همچنین اثر شکستن ذرات، برای رفع کف استفاده می کنند. آنها عمدتا در پوشش های معماری و جوهر استفاده می شوند. آنها مقرون به صرفه هستند، اما سازگاری و اثربخشی طولانی مدت آنها محدود است.
IV. ساختار{1}}روابط عملکرد: چگونه بر برنامه‌ها تأثیر می‌گذارد
سازگاری در مقابل قدرت کف زدایی: به طور کلی، هرچه یک کف زدا سازگاری بهتری داشته باشد، قدرت کف زدایی آن ضعیف تر است. این به این دلیل است که مولکول های کاملاً سازگار به سختی در سطح مشترک جمع می شوند. بنابراین باید بین این دو تعادل ایجاد شود. وزن مولکولی: کف‌زدای با وزن مولکولی بالا معمولاً پایدارتر هستند، اما آهسته‌تر منتشر می‌شوند. کف زدا با وزن مولکولی کم سریعتر منتشر می شوند، اما ممکن است توسط سیستم امولسیون شده و بی اثر شوند. غیر سیلیکون در مقابل سیلیکون: کف‌زدای سیلیکونی در دمای اتاق مؤثر هستند، اما ممکن است تأثیری بر پوشش مجدد در دماهای بالا داشته باشند. کف زدای سیلیکونی غیر-مقاوم در برابر حرارت-و برای پخت سیستم های رنگ مناسب هستند.
V. اصول انتخاب در کاربردهای عملی
هیچ دستگاه کف زدایی به تنهایی برای همه سیستم ها مناسب نیست. هنگام انتخاب یکی، موارد زیر را در نظر بگیرید:
ویسکوزیته سیستم: ویسکوزیته بالا نیاز به قابلیت کف زدایی قوی دارد. ضخامت فیلم: ضخامت لایه بالا نیاز به کف زدایی دارد که بتواند میکروحباب ها را کنترل کند. الزامات براقیت: سیستم‌های{2}}براقیت بالا باید از تأثیر مواد ضد کف بر براقیت جلوگیری کنند. فرآیند استفاده: برش{4}}سرعت بالا ممکن است باعث بی اثر شدن کف زدا شود. انواع مقاوم در برابر برش{5}}باید انتخاب شوند.
