Skumdæmpere, en upåfaldende, men vigtig kategori af tilsætningsstoffer, blev oprindeligt undervurderet af forfatteren i de første år af deres karriere. Men efterhånden som anvendelseskravene på tværs af forskellige scenarier og formuleringer har udviklet sig, er det blevet klart, at valget af skumdæmpere nogle gange kan have en uventet betydelig indvirkning på produktets stabilitet og anvendelighed.

Den skumdæmpende effekt af et skumdæmper stammer i det væsentlige fra dets uforenelighed med systemet. Til en vis grad er skumdæmpende evne og kompatibilitet modstridende egenskaber. Nogle vil måske hævde, at visse skumdæmpende midler valgt til emulgerbare mikroemulsioner ikke forårsager udfældning. Dette kan være sandt; fraværet af synlig udfældning afhænger dog af forhold såsom dosering, type skumdæmper, og om uforeneligheden er visuelt påviselig. Det indikerer ikke nødvendigvis fuldstændig kompatibilitet med systemet.

Desuden er det vigtigt at skelne mellem skumdæmpere og skumdæmpere. Strengt taget bruges skumdæmpere til at ødelægge stabiliteten af ​​eksisterende skum og fremskynde skumsammenbrud, hvorimod skumdæmpere bruges til at hæmme skumdannelse ved at forhindre luft i at blive introduceret i systemet og derved opretholde systemets stabilitet.

I. Almindelige typer af skumdæmpere

Almindelige kategorier af skumdæmpere omfatter:

Organosilicium-baserede skumdæmpere

Polyether-baserede skumdæmpere

Højere alkohol-baserede skumdæmpere

Ricinusolie-baserede skumdæmpere

Mineralolie-baserede skumdæmpere

Organosilicium/polyether sammensatte skumdæmpere

II. Organosilicium-baserede skumdæmpere

Flydende skumdæmpningsmidler til organisk silicium fremstilles typisk ved mekanisk at emulgere silikoneolie (med molekylvægte fra titusinder til hundredtusindvis), emulgeringsmidler af silikoneolie, fortykningsmidler, konserveringsmidler og katalytiske krakningsmidler med en passende mængde vand. Den resulterende partikelstørrelse er normalt i området 10-20 μm.

Silica i skumdæmpere fungerer hovedsageligt som et dispergeringsmiddel, adsorbent, skumdæmpende komponent, fortykningsmiddel og anti-bundfældningsmiddel. Hydrofil silica indeholder silanolgrupper, som kan danne hydrogenbindinger med vandmolekyler og fremme spredningen og stabiliteten af ​​skumdæmpersystemet. Overflade-modificeret hydrofob silica udviser fremragende befugtnings- og dispergeringsegenskaber i silikoneoliesystemer.

Organosilicium faste skumdæmpere fremstilles generelt ved at blande, emulgere og granulere polydimethylsiloxan (PDMS) og dets emulsioner med uorganiske salte (såsom calciumcarbonat) og emulgatorer (såsom lecithin og mono-- og diglyceridfedtsyreestere).

III. Holdbarhed af skumdæmpere

Organosiliciumdæmpningsmidler er i det væsentlige silikoneolieemulsioner. De fleste produkter har en holdbarhed på cirka seks måneder, mens nogle få kan forblive stabile i et år.

Forfatteren har observeret, at mange skumdæmpende emulsioner undergår adskillelse relativt hurtigt. Nogle viser faseadskillelse inden for 1-3 måneder, mens andre endda kan udvikle en ubehagelig lugt. Derfor udviser skumdæmpere med bedre opbevaringsstabilitet i almindelighed ofte højere viskositet.

IV. Analyse af indflydelsen af ​​organosiliciumdæmpningsmidler på forskellige formuleringer

1. Vandige formuleringer

Vandige formuleringer repræsenterer i øjeblikket et af de mest udfordrende områder for valg af skumdæmper. Dette skyldes, at flere faktorer-inklusive skumdæmpningseffektivitet, kompatibilitet, salttolerance og gennemsigtighed-skal overvejes samtidigt, hvilket i væsentlig grad begrænser de tilgængelige muligheder.

Sværhedsgraden afhænger også af typen af ​​opskumningssystem. For eksempel støder AES-baserede anioniske overfladeaktive systemer ofte på konflikter mellem kompatibilitet og skumdæmpende ydeevne. Derudover kræver fortyndingsprocessen af ​​skumdæmpere omhyggelig kontrol, da forkert håndtering let kan forårsage ustabilitet.

På nuværende tidspunkt er der ingen universelt perfekt løsning. Andre systemer, såsom alkylpolyglucosid- og betainsystemer, tillader generelt lettere valg af skumdæmper. Kationiske systemer, såsom dibromidsystemet, der anvendes i vandige dichlorvos-opløsninger, giver dog endnu større udfordringer. I sådanne systemer har tilsatte skumdæmpere tendens til at udfælde og klæbe til flaskevæggen og danne mønstre, der ligner regnorme. Derfor bør doseringen af ​​skumdæmper minimeres så meget som muligt.

2. Emulgerbare koncentrater

Omkring 2013 introducerede forfatteren en betydelig mængde synergister i en emulgerbar koncentratformulering, hvilket resulterede i overdreven og vedvarende skumdannelse. Da disse synergister var blevet nøje udvalgt og skulle beholdes, var den eneste tilbageværende mulighed at screene egnede skumdæmpere.

På det tidspunkt blev mere end 20 skumdæmpere evalueret, og to blev anset for mulige. Den ene var en mineraloliebaseret-skumdæmper, mens den anden var Momentive 1572, som viste god ydeevne i små-forsøg. Men under produktionsforsøg faldt Momentive 1572 fuldstændig til bunds.

Når vi ser tilbage, kan problemet skyldes utilstrækkelig forståelse af skumdæmperens sammensætning, utilstrækkelig applikationserfaring eller proces-relaterede faktorer. I sidste ende blev synergistsystemet modificeret, og brugen af ​​skumdæmper blev opgivet som en sidste udvej.

Kan der derfor tilsættes skumdæmpere til emulgerbare koncentrater? Generelt er det muligt at vælge en passende skumdæmper; optimering af formuleringen til brug af-lavtskummende komponenter er dog normalt den foretrukne tilgang.

3. Mikroemulsioner

Forfatteren husker, at han udviklede en triazophos-flufenicol mikroemulsion i 2007. For mere end 20 år siden havde mikroemulsioner ikke strenge krav til skumkontrol, så skumdæmpere blev ikke i første omgang overvejet.

Nye regler, der blev indført det år, fastlagde imidlertid krav til skumpersistens med et minimum acceptabelt skumretentionsvolumen på 60 ml. Mikroemulsionen overskred klart denne grænse, hvilket førte til behovet for skumdæmperscreening.

Under evalueringen blev det hurtigt opdaget, at mange skumdæmpere forårsagede flydende olie eller endda demulgering, når de blev tilføjet til det eksisterende mikroemulsionssystem. Dette skete, fordi skumdæmpere i sig selv ofte er silikoneolie-baserede emulsioner, som kan være i konflikt med mikroemulsionsstrukturen.

4. SC (suspensionskoncentrater)

Det antages generelt, at skumdæmpere har ringe indflydelse på SC-formuleringer. Brugen af ​​cellulose-baserede fortykningsmidler eller skumdæmpningsmidler med dårlig opbevaringsstabilitet kan dog øge formuleringsrisikoen betydeligt.

I 2022 stødte forfatteren på et produktionsproblem forårsaget af utilsigtet brug af udløbet skumdæmper, hvilket resulterede i bundfældning af suspenderingsmidlet. Selvom skumdæmpningsmidler ser ud til at være mindre tilsætningsstoffer, kan de derfor forårsage alvorlige formuleringsproblemer.

Under udviklingen af ​​faste doseringsformer (SC'er), der indeholder hydrofile grupper eller forbindelser med en vis vandopløselighed, såsom thifluzamid, thiamethoxam og fluopyram, kan skumdannelse blive betydelig, hvis adjuvanssystemet ikke er korrekt optimeret.

I disse tilfælde kan der forbruges store mængder skumdæmper efter klipning og fræsning. Overdreven tilsætning af skumdæmper kan også påvirke systemets stabilitet negativt. Derfor bør befugtnings- og dispergeringssystemet optimeres for at undertrykke eller minimere skumdannelse så tidligt som muligt.

5. WP- og WG-formuleringer

Typerne af skumdæmpere, der er egnede til faste doseringsformer, er relativt begrænsede. Organosiliciumpulverdæmpningsmidler er mindre almindeligt anvendt i faste formuleringer, fordi de ofte mister effektivitet efter luft-jetformaling.

I øjeblikket omfatter antiskummidler, der er egnede til faste formuleringer, klassiske produkter som Soap L og Tonners FLP.

Produktnavn:Agnique® SOAP L ​​(BASF Agrochemical Defoamer)
Kemisk beskrivelse:Talgsæbeopløsning
CAS-nr.:8052-48-0 (Talg fedtsyre sæbeblanding)

Hovedkomponenter:

1. Vigtigste aktive ingrediens:Kaliumtalgfedtsyresæbe (talgsæbe), hovedsageligt bestående af langkædede-fedtsyrekaliumsalte, herunder kaliumstearat, kaliumpalmitat, kaliumoleat og en lille mængde kaliumlinoleat. Disse anioniske sæber er afledt af naturlige kilder og er let biologisk nedbrydelige.

2. Vand:3-9 % (opløsningsmiddel)

3. Spor komponenter:Frie fedtsyrer og fri KOH bruges til pH-justering.

Derudover kan forskellige faste skumdæmpere og mærker have varierende virkninger på partikelstyrke, vandgen{0}}dispergerbarhed, nedbrydningsevne, overfladeudfældning og suspensionsstabilitet.

Et almindeligt problem efter tilsætning af faste skumdæmpere er forringelse af partikeldesintegrering eller dannelse af flokkulerende stoffer på væskeoverfladen efter dispergering i vand. I sådanne tilfælde skal enten skumdæmperen udskiftes, eller befugtnings- og dispergeringssystemet skal optimeres yderligere.