Выбор и применение вязкости метилсиликонового масла (полидиметилсилоксана) для пеногасителей 

В области разработки рецептур пеногасителей основным компонентом является метилсиликоновое масло (полидиметилсилоксан), вязкость которого выбирается в диапазоне 100–1000 сСт. Различные диапазоны вязкости соответствуют разным сценариям применения и преимуществам.

Метилсиликоновое масло с низкой вязкостью (100–500 сСт) обладает отличной диспергируемостью, быстро распространяется по поверхности жидкости и разрушает структуру пены. Поэтому оно особенно подходит для применения в пищевой промышленности (например, при производстве молочных продуктов и напитков). водорастворимые покрытия, краски и системы водоочистки. Оно удовлетворяет требованиям быстрого обезпеничивания, избегая при этом проблем загущения и помутнения, вызванных чрезмерной вязкостью в водных системах, и соответствует нормативным требованиям к пищевым продуктам, нетоксичным и безвредным.

Метиловое силиконовое масло средней и высокой вязкости (500–1000 сСт) обладает превосходной термостойкостью и сопротивлением сдвигу. Оно устойчиво к испарению и разложению в системах с высокой температурой или высокой вязкостью, образуя более прочную защитную пленку. Это делает его подходящим для применения в нефтехимической промышленности (добыча сырой нефти, нефтепереработка), промышленной ферментации, очистке сточных вод, фармацевтике, а также печати и окрашиванию текстиля (окрашивание при высоких температурах). Оно обеспечивает длительное подавление пены, отвечая стандартам фармацевтического качества и удовлетворяя строгим требованиям фармацевтической промышленности в отношении безопасности и стабильности. Специализированные высоковязкие метилсиликоновые масла (>1000 cSt, например, 12500 cSt, 30000 cSt) в основном используются в экстремальных условиях, таких как пеногашение в гидравлических жидкостях высокого давления и смазка при высоких температурах в аэрокосмической промышленности. Они обладают превосходной стойкостью к сдвигу и уплотняющими свойствами и могут быть адаптированы в рамках запатентованных рецептур для смешивания с другими компонентами, что еще больше повышает общую эффективность пеногасителей.

При выборе вязкости метилсиликонового масла на практике необходимо учитывать три основных фактора: условия применения, требования к пеногасящим свойствам и нормативные стандарты безопасности. Что касается условий применения, ключевым показателем является температура. Если температура окружающей среды превышает 200 °C, необходимо выбирать метилсиликоновое масло с вязкостью ≥1000 сСт, чтобы обеспечить термическую стабильность. Свойства системы также напрямую влияют на выбор вязкости. Системы на водной основе лучше подходят для марок с низкой вязкостью (100–500 сСт) из-за их легкости эмульгирования и диспергирования, а также сниженной склонности к агрегации капель масла. Системы на масляной основе, напротив, выигрывают от марок со средней и высокой вязкостью (500–1000 сСт), которые обеспечивают превосходную совместимость с минеральными маслами и предотвращают фазовое разделение. Что касается требований к пеногасящим свойствам: для быстрого разрушения пузырьков предпочтительны низковязкие метилсиликоновые масла из-за их более низкого поверхностного натяжения и более высокой скорости растекания; для длительного подавления пены высоковязкие метилсиликоновые масла образуют более толстые защитные пленки, которые эффективно препятствуют повторному образованию пены. Что касается соответствия нормативным требованиям и безопасности, то в фармацевтических и медицинских применениях необходимо использовать метилсиликоновые масла, соответствующие стандартам фармакопеи, причем 1000 сСт является общепринятой спецификацией фармацевтического качества. В пищевой промышленности преимущественно используются масла пищевого качества в диапазоне 100–200 сСт, чтобы обеспечить нетоксичность и безвредность.
Ниже приведены практические применения метилсиликонового масла BTH-201 в типичных отраслях промышленности с указанием конкретных параметров и технического обоснования в таблице ниже:

В практическом производстве метилсиликоновое масло с низкой вязкостью демонстрирует отличную диспергируемость, но склонно к разбавлению при высокоскоростном перемешивании или повышенных температурах, что может снизить его эффективность в качестве пеногасителя. Напротив, метилсиликоновое масло с высокой вязкостью обладает превосходной стабильностью, но требует сочетания с совместимыми эмульгаторами или диспергаторами для предотвращения агломерации. Что касается стоимости, высоковязкое метилсиликоновое масло требует более высоких производственных затрат. Поэтому, если требования к характеристикам выполняются, для контроля затрат предпочтение отдается маслам средней и низкой вязкости. Одновременно с этим в отрасли часто используются технологии смешивания для оптимизации рецептур. Например, метилсиликоновое масло 500 cSt используется для быстрого пеногашения, а метилсиликоновое масло 1000 cSt обеспечивает длительное подавление пены. Такой синергетический подход повышает общую эффективность пеногасителя.

Кроме того, при использовании метилсиликонового масла в составах пеногасителей необходимо учитывать три важных момента. Во-первых, необходимо провести испытания на совместимость, поскольку эффективность метилсиликонового масла в качестве пеногасителя должна быть экспериментально подтверждена для различных систем применения, чтобы предотвратить снижение эффективности из-за несовместимости с другими компонентами. Во-вторых, крайне важно контролировать дозировку, которая обычно составляет от 0,1 до 1 % по массе. Чрезмерное добавление может вызвать побочные эффекты, такие как образование кратеров в покрытиях или неравномерное окрашивание ткани. В-третьих, условия хранения: метилсиликоновое масло необходимо хранить в закрытой таре в прохладном, сухом месте, защищенном от высоких температур и прямых солнечных лучей, чтобы сохранить стабильность вязкости и обеспечить качество готового пеногасителя.
При разработке рецептуры пеногасителей выбор вязкости метилсиликонового масла колеблется в диапазоне 50–1000 сСт, что требует гибкого подхода в зависимости от условий применения и требований к характеристикам. Марки с низкой вязкостью подходят для быстрого пеногашения и водных систем, а марки со средней и высокой вязкостью — для высокотемпературных, высоковязких и долговечных сценариев подавления пены. Благодаря технологиям смешивания и строгому контролю применения можно в полной мере использовать преимущества метилсиликонового масла, повышая практичность и стабильность пеногасителя.