Introduction
Les antimousses à base de silicone sont largement utilisés dans les procédés industriels pour éliminer et supprimer la mousse. Leur efficacité est largement due à leur tension superficielle ultra-faible et à leur excellente stabilité chimique. Cet article explore leurs mécanismes d'action, leurs avantages et inconvénients, leur classification et leurs domaines d'application courants.
Principe de fonctionnement des antimousses en silicone
Le pouvoir démoussant et anti-mousse des composés de silicone, en particulier des huiles de silicone, provient de leur tension superficielle extrêmement faible. Introduites dans un milieu moussant, de minuscules particules d'huile de silicone se répandent à la surface de la mousse et fragilisent le film de bulles en perturbant l'interface gaz-liquide. Ceci entraîne la rupture de la mousse.
Les antimousses silicones sont souvent utilisés avec une faible quantité de silice (SiO₂), ce qui favorise une dispersion efficace de l'huile et améliore les performances antimousses. Dans les antimousses silicones émulsifiés, une émulsion trop stable réduit la capacité antimoussante. Par conséquent, un équilibre entre stabilité et activité de l'émulsion est crucial. Les mécanismes antimousses sont généralement classés comme suit :
- Rupture de mousse (du côté aérien),
- Suppression de la mousse (du côté liquide),
- Élimination de la mousse (pénétrant l'interface de la bulle et la faisant monter et s'effondrer).
Avantages des antimousses à base de silicone
- Large applicabilité
L'huile de silicone est insoluble dans l'eau et les solvants organiques, ce qui la rend adaptée aux systèmes aqueux et non aqueux. - Faible tension superficielle
Avec une tension superficielle de 20 à 21 dyn/cm, les huiles de silicone surpassent l’eau (72 dyn/cm) et la plupart des liquides moussants. - Excellente stabilité thermique
L'huile de silicone diméthylée peut résister à des températures allant jusqu'à 150°C (à long terme) et 300°C (à court terme) sans se décomposer. - Stabilité chimique
La liaison Si-O est très stable, ce qui rend les antimousses en silicone résistants aux acides, aux alcalis et aux sels. - Non toxique et inerte
Son utilisation dans les aliments, les produits pharmaceutiques et les cosmétiques a été prouvée sans danger, avec une DL50 supérieure à 34 g/kg. - Haute efficacité avec un faible dosage
Efficace à partir de 1 ppm, généralement utilisé dans la plage de 1 à 100 ppm, avec un impact minimal sur la substance démoussée.
Désavantages
- Difficile à disperser dans l'eau
Nécessite des tensioactifs, qui peuvent avoir un effet négatif sur le démoussage en cas de surutilisation. - Moins efficace dans les systèmes à base d'huile
En raison de leur nature soluble dans l’huile, les huiles de silicone peuvent être moins efficaces dans les systèmes moussants huileux. - Résistance limitée aux températures élevées et forte résistance aux alcalis au fil du temps
Classification des antimousses à base de silicone
1. Antimousses à base d'huile
- Huile de silicone pure ou mélangée à de la silice/alumine pour créer des agents pâteux.
- Les huiles à faible viscosité agissent rapidement mais avec une courte persistance ; les huiles à haute viscosité agissent plus lentement mais plus durablement.
2. Antimousses de type solution
- Huile de silicone dissoute dans des solvants organiques (par exemple, toluène, xylène).
- Peu utilisé en raison de son coût plus élevé et de préoccupations environnementales.
3. Antimousses de type émulsion
- Le plus largement utilisé ; huile de silicone émulsionnée dans l'eau avec des stabilisants et des émulsifiants non ioniques.
- La taille des particules inférieure à 10 μm garantit une efficacité élevée et une bonne stabilité au stockage.
4. Antimousses de type solide
- Sous forme de poudre ou de granulés ; facile à stocker et à transporter.
- Utilisé dans les détergents et autres produits en poudre sèche.
5. Antimousses à base de silicone modifié
- Comprend le polyéther-silicone, le fluoro-silicone et l'alkyl-silicone à longue chaîne.
- Dispersibilité et longévité améliorées ; adapté aux systèmes à haute température ou spécialisés.
Domaines d'application
1. Textile et teinture
- Les procédés d'encollage, de raffinage, de blanchiment et de teinture bénéficient tous des antimousses silicones de type émulsion.
2. Industrie pétrochimique
- Fluides de forage, séparation pétrole-gaz, absorption d'essence naturelle et raffinage.
3. Fabrication du papier
- Mise en pâte, revêtement et traitement des eaux usées.
4. Peintures et encres
- Réduit la mousse dans les revêtements à base d’eau et de solvant sans affecter la formation du film.
5. Détergents et nettoyants
- Améliore les performances de lavage et la rinçabilité des détergents en poudre et liquides.
6. Agroalimentaire et boissons
- Antimousses en silicone de qualité alimentaire sûrs utilisés dans les processus de fermentation, d'ébullition et d'emballage.
7. Travail des métaux et lubrifiants
- Empêche la formation de mousse dans les fluides hydrauliques, les huiles de coupe et les lubrifiants.
Tendances
Grâce aux progrès constants des technologies de formulation, les antimousses silicones, notamment ceux modifiés par polyéther et ceux en émulsion, continueront d'évoluer. Les développements futurs mettront l'accent sur une compatibilité accrue, des effets antimousses plus durables et une meilleure performance environnementale.
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