Vahustajad on kattepreparaatide oluline lisand. Siiski, seistes silmitsi paljude turul olevate toodetega, keskenduvad paljud insenerid sageli ainult oma "vahutõrjevõimele", jättes samas tähelepanuta aluspõhimõtted. Vahuvastaste ainete toimemehhanismi mõistmine aitab meil teha erinevates süsteemides ratsionaalsemaid valikuid.
I. Mullide olemus ja stabiliseerivad tegurid
Vaht on süsteem, milles gaas dispergeeritakse vedelikus. Kattesse sisestatakse mullid tavaliselt selliste protsesside kaudu nagu segamine ja pealekandmine. Vahu stabiilsus sõltub vedela kile tugevusest. Tõenäoliselt ei moodusta puhtad vedelikud stabiilseid vahte, kuid pindaktiivsed ained, vaigud ja muud katetes olevad komponendid adsorbeeruvad gaasi-vedeliku liideses, vähendades pindade pinget ja moodustades elastse vedelikukile, mis takistab mullide ühinemist ja kokkuvarisemist.
II. Vahuvastaste ainete põhifunktsioon: vedelikukile stabiilsuse rikkumine
Vahueemaldajate ülesanne on häirida vahuvedeliku kile stabiilsust. Nende põhimehhanism on järgmine:
Madal pindpinevus ja kiire levik: vahutõrjevahendite pindpinevus on palju madalam kui vahuvedeliku kile, nii et need võivad vedela kile pinnale kiiresti levida, asendades algsed stabiilsed molekulid. Nõrkade kohtade moodustumine: Laotamisprotsessi käigus viib vahutõrjevahend vedelast kilest ära osa vedelikku, põhjustades kile õhenemist ja lõpuks rebenemist. Koalestsents ja hõljumine: mikromullide (200–300 nm) puhul võivad mõned vahueemaldajad soodustada nende ühinemist suuremateks mullideks, kiirendades nende tõusu vedeliku pinnale ja sellele järgnevat purunemist, kõrvaldades seega vahu täielikult.
III. Erineva keemilise struktuuriga vahutõrjevahendite omadused
Vahusti keemiline struktuur määrab selle tööomadused. Levinud tüübid hõlmavad järgmist:
Polüeeter{0}}põhised vahutõrjevahendid: näiteks EO-PO plokkpolümeerid. Need vahueemaldajad ühilduvad hästi ja tekitavad väiksema tõenäosusega nööpnõelasid, kuid nende vahutõrjevõime on suhteliselt nõrk, mistõttu sobivad need tavasüsteemidesse. Hüdrofiilse/hüdrofoobse suhe nende struktuuris on reguleeritav, mõjutades seega nende hajutatavust ja vahutamiskiirust vees. Silikoon{5}}põhised vahutamisvahendid: näiteks polüdimetüülsiloksaanemulsioonid. Silikoonidel on äärmiselt madal pindpinevus, kiire vahutamiskiirus ja suurepärane vahu summutamine. Mõned silikoonid võivad aga kõrgel temperatuuril migreeruda, põhjustades kihtidevahelise nakkumise probleeme. Seetõttu on küpsetusvärvisüsteemide puhul vajalik hoolikas valik. Mitte-silikoonpolümeer-põhinevad vahutõrjevahendid: jagatud hüdrofoobseid osakesi sisaldavateks ja ilma nendeta. Kandjad on mõned tähekujulised polümeerid, akrülaadid või sirge-ahelaga süsivesinike ühendid jne. Need vahueemaldajad on silikoonivabad, vältides silikooni migratsiooni ohtu, kuid neil on siiski hea vahutõrjevõime. Lahusti{18}}põhiste katete puhul ei sisalda polümeer-põhised vahueemaldid üldiselt hüdrofoobseid osakesi. Veepõhiste värvide puhul on aga sageli vaja hüdrofoobseid osakesi, kuna need võivad vahtu purustada, mis vastab enamiku süsteemide vahutamisnõuetele. Äärmiselt kõrgete läikenõuetega süsteemide või tindiprinteri puhul võivad osakesed siiski mõjutada läiget või põhjustada prindipea ummistumist; sellistel juhtudel on parem valida mudel, mis ei sisalda hüdrofoobseid osakesi. Mineraalõlil{24}}põhinevad vahutõrjevahendid: nende struktuur sarnaneb mitte-silikoonpolümeeri{26}}põhistele vahutõrjevahenditele, välja arvatud see, et kandjaks on mineraalõli. Nad kasutavad vahu eemaldamiseks ära mineraalõli ja vee kokkusobimatust, samuti osakeste lõhustavat toimet. Neid kasutatakse peamiselt arhitektuursetes pinnakatetes ja trükivärvides; need on ökonoomsed, kuid nende ühilduvus ja pikaajaline{30}tõhusus on piiratud.
IV. Struktuur-Toimivussuhe: kuidas see rakendusi mõjutab
Ühilduvus vs. vahueemaldusjõud: üldiselt, mida parem on vahueemaldusaine ühilduvus, seda nõrgem on selle vahutõrjevõime. Seda seetõttu, et täielikult ühilduvaid molekule on liideses raske akumuleerida. Seetõttu tuleb nende kahe vahel leida tasakaal. Molekulmass: suure molekulmassiga vahueemaldid on tavaliselt stabiilsemad, kuid hajuvad aeglasemalt; madala molekulmassiga vahutõrjevahendid hajuvad kiiremini, kuid süsteemis võivad need emulgeerida ja muutuda ebaefektiivseks. Mitte-silikoon vs. silikoon: silikoonvahueemaldid on toatemperatuuril tõhusad, kuid neil võib olla mõningane mõju katmisele kõrgel temperatuuril; mitte--silikoonist vahutõrjevahendid on kuumakindlad-ja sobivad küpsetusvärvisüsteemide jaoks.
V. Valikupõhimõtted praktilistes rakendustes
Ükski vahueemaldaja ei sobi kõikidele süsteemidele. Ühe valimisel kaaluge järgmist:
Süsteemi viskoossus: kõrge viskoossus nõuab tugevat vahutamisvõimet. Kile paksus: Suure kile paksuse jaoks on vaja vahueemaldajat, mis on võimeline mikromullidega toime tulema. Läikenõuded: kõrgläikega{2}}süsteemid peavad vältima läiget mõjutavaid vahueemaldajaid. Kasutusprotsess: kiire{4}}lõikamine võib põhjustada vahutõrjevahendite ebatõhususe; tuleb valida nihkekindlad-tüübid.
