کاربرد ضد کف ها در صنایع مختلف

مقدمه

در بسیاری از فرایند های اختلاط، کف کردن مخلوط، ناشی از فرایند فیزیکی هم زدن و یا  عارضه ی جانبی واکنش های شیمیایی کف زا محسوب می شود که بازدهی فرایند را کاهش می دهد و  منجر به ایجاد اثرات مخربی مثل موارد زیر می شود:

1. سر ریز کردن مخلوط که منجر به هدر رفتن آن و آلوده شدن محیط می شود.
2. تحت تاثیر قرار گرفتن فرایند های پوشش با مخلوط حاوی کف و ایجاد لکه ی کف
3. حبابدار شدن  و یا حفره دار شدن سطوح رنگ های اعمال شده با حباب ها
4. تحت تاثیر قرار گرفتن خواص مکانیکی مخلوط در صورت باقی ماندن کف در مخلوط
5. آسیب رسیدن به تجهیزات مکانیکی  و ابزار دقیق که تحت تاثیر کف قرار گرفته اند.

همه این موارد و اثرات احتمالی دیگری که کف بر سیستم های اختلاط می گذارد باعث تحمیل هزینه های بالایی بر فرایند های مختلف می شود و باعث می شود مصرف ضد کف در صنایع مختلف الزام آور باشد، و نهایتا منجر به این شده است که سیستم های ضد کف متفاوت برای کاربرد های متفاوت در صنایع مختلف طراحی شده و در اختیار مصرف کننده ها قرار بگیرد.

مکانیزم عملکرد:

پایداری حباب با میزان کشش سطحی سیال رابطه مستقیم دارد، به این معنی که هر چه کشش سطحی سیال بیشتر باشد حباب پایدار تری خواهیم داشت، بنا بر این مکانیزم اثر همه ی ضد کف ها بر پایه ی کاهش کشش سطحی مایع در اطراف حباب می باشد. ضد کف لزوما در محلول غیر حلال است و دارای ویسکوزیته پایین می باشد تا بتواند به خوبی در کل مخلوط پخش شود. فعال سطحی بودن، هم از خصوصیات عمومی دیفومر هاست. آنها خود را به سطح حباب می رسانند و وابستگیشان به هوای سطح حباب، منجر به نفوذ در دیواره ی آن می شود و اثر شیمی فیزیکی آنها بر روی دیواره ی حباب، آن را ناپایدار می کند و منجر به ترکیدن آن از سطح مایع می شود؛ در حقیقت تغییر کشش سطحی مایع عامل ترکیدن حباب خواهد شد. هر چه ویسکوزیته مایع بالاتر باشد و یا الاستیسیتی آن بیشتر باشد، یا حباب های ریزتری در مایع وجود داشته باشد حباب ها پایدار تر هستند و نیاز هست که ضد کف با عملکرد قوی تر استفاده شود.

ماهیت این مواد فعال سطحی یا سورفکتانت می تواند آنیونی، کاتیونی، غیر یونی یا آمفوتریک باشد.

بنیان های مختلف ضد کف ها:

• ضد کف های سیلیکونی
• ضد کف های غیر سیلیکونی
• ضد کف های روغنی

ضد کف های سیلیکونی

پلی سیلوکسان که معروف ترین آنها پلی دی متیل سیلوکسان می باشد، مکانیزم عملکرد آنها تغییر شدید کشش سطحی می باشد، به همین دلیل و  به دلیل اینکه بسیار آب گریز می باشند و فعالیت سطحی بسیار زیادی که دارد به شدت پر کاربرد می باشد، همچنین مقاومت حرارتی بسیار بالایی دارد. بزرگترین مشکل این نوع ضد کف ها این است که آب گریزی شدید آنها منجر به ایجاد اختلال در پراکندگی آن در سیستم های پایه آب می شود که نهایتا منجر به بروز عیوب ظاهری در سیستم های نهایی می گردد. از این نوع بنیان ضد کف برای صنایعی استفاده می شود که اثر ظاهری نهایی در فرایند با اهمیت نباشد.

ضد کف های غیر سیلیکونی

عموما پلیمر هایی هستند که کشش سطحی پایینی دارند و به خوبی در حلال های مختلف پخش می شوند، این نوع هاردنر ها هم در سیستم های پایه آب و هم در سیستم های پایه حلال مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع از ضد کف ها بی خطر و سازگار با محیط زیست هستند و ماندگاری بالایی در سیستم ها دارند. برای صنایعی مناسب هستند که اثر ظاهری کف ایجاد مشکل می کند و استفاده از ضد کف به هیچ عنوان ایجاد مشکل ظاهری نمی کند.

ضد کف های روغنی

ضد کف روغنی بیشترین مصرف را در صنایعی دارد که کف ایجاد شده در صنایع غذایی ایجاد مشکل کرده و نیاز به استفاده از ضد کفی وجود دارد که قابل خوردن می باشند.

خصوصیات مورد نیاز ضد کف:

1. کشش سطحی ضد کف می بایست پایین تر از کشش سطحی محلول باشد.
2. انحلال پذیری ضد کف در محلول می بایست پایین باشد.
3. ضد کف باید به راحتی در محلول حل شود.
4. به هیچ وجه  ضد کف نباید با حلال واکنش دهد.
5. ضد کف باید حتما ضریب نفوذ بالایی داشته باشد.

شرکت آبادگران تولید کننده ی انواع ضد کف های غیر سیلیکونی پایه آب و پایه حلال می باشد که استفاده از آنها در فرایند های مختلف به عنوان افزودنی منجر به کاهش چشمگیر کف های تولید شده در سیستم خواهد شد و در فرایند های مختلف  مورد استفاده قرار می گیرد.

صنایعی که ضد کف مورد استفاده قرار می گیرد

رنگ ، جوهر، پوشش، چسب و پلیمر های امولسیونی

اختلاط و واکنش های شیمیایی این دسته از صنایع به صورت ذاتی کف ایجاد می کند ، کف کنترل نشده منجر به ناکار آمد شدن فرایند تولید و مشکلات ظاهری در فیلم های خشک شده می شود، برای کنترل مشکلات تولید و دستیابی به کیفیت مطلوب ظاهری استفاده از ضد کف الزامی می باشد.

تصفیه پساب

در فرایند تصفیه آب و فاضلاب، کنترل کف برای ایمن سازی ، بهبود کارایی و سازگاری فرایند با محیط زیست الزامی می باشد.

نساجی

انواع فرایند های آغشته گری در نساجی مانند تمیز کردن ، سفید کردن، رنگ آمیزی ، آهار زدن و تکمیل در فرایند نساجی منجر به ایجاد کف می شود. وجود این کف ها در روی منسوج منجر به بروز مشکلاتی مانند از کار افتادن دستگاه، نا همگونی رنگ منسوج و وجود لکه ، ایجاد خطا برای دستگاه های ابزار دقیق ، مشکلات چسبندگی برای منسوجات کامپوزیتی می شود. ضد کف های این مجموعه اغلب به مواد کمکی مانند حامل های رنگ و یا عوامل مرطوب کننده و خمیر های چاپی فرموله می شود.

نفت و گاز و فلز کاری

کف موجود در صنایه نفتی می تواند کارایی عملیات حفاری و استخراج و فراوری در صنعت نفت و گاز را کاهش دهد.

صنایع مواد شوینده

کف مواد شوینده، مخصوصا موادی که در دستگاه های شوینده استفاده می شود  می بایست کف کاملا کنترل شده داشته باشد. به همین دلیل معمولا در ترکیب مواد شوینده، مخصوصا موادی که در ماشین های شوینده استفاده می شوند، ضد کف موجود می باشد.

ضد کف های پایه آب آبادگران

دو نوع گرید ضد کف غیر سیلیکونی پایه آب در شرکت صنایع شیمیایی آبادگران تولید می شود، یکی از این دو نوع گرید یک نوع آن برای استفاده در صنایع شوینده مورد استفاده قرار می گیرد و یک نوع دیگر آن ضد کف پایه آبی است که برای بسیاری از سیستم های تولید کننده کف که بر پایه ی آب می باشند مناسب است.

ضد کف های پایه حلال آبادگران

دو گرید ضد کف غیر سیلیکونی پایه حلال تولیدی صنایع شیمیایی آبادگران برای استفاده در سیستم های پایه حلال و در دو ضخامت اجرای ضخیم و نازک استفاده می شوند.

منابع

[1]:Mechanism of Antifoam Action and Deactivation Khellon James 50484 Meng Degree in Process Engineering Table of Contents

[2]:Characterisation modification and mathematical modelling of sudsing  Stephen Neethling

[3]: Mechanisms of Antifoam Deactivation 1996 • Kalman Koczo