مقاله مرتبط : ضد کف چیست

جهت خرید ضد کف ها اینجا کلیک کنید

مکانیسم عمل ضد کف:

مکانیسم فوم زدایی یک ضد کف را به طور کلی می توان این طور توجیه کرد که ضد کف یک ذره دیسپرس شده هیدروفوب (آبگریز) در آب است. مایع ضد کف به عنوان مدیوم حاملی عمل میکند که میتواند ذرات را به درون لاملا یا دیواره کف هدایت کند.

(شکل زیر)

مکانیسم عمل ضد کف

از طرفی عملکرد یک ذره هیدروفوب که همان ذرات ضد کف است ، در مایع لاملا ، که هیدروفوب یا ابدوست می باشد به عنوان یک ذره خارجی ، به ناپایدار سازی کف ، از طریق کاهش نیروهای چسبندگی (cohesive)  کمک می کند.

از طرف دیگر چنین ذراتی سر آبگریز سورفاکتنت های موجود در لاملا را به خود جذب می کنند یا به دام می اندازند و سبب ترکیدن کف می شوند. (شکل زیر)

معیار مهم انتخاب همه ی ضد کف ها "ناسازگاری انتخابی آنها با مدیوم آب پایه می باشد. ضد کفی که بیشترین سازگاری را با مدیم آب پایه داشته باشد به درون لاملا مهاجرت نمی کند و در همه جای مدیوم هم نمی تواند وجود داشته باشد. چنین ضد کفی ، مینیمم خواص آنتی فومینگ را دارد و حتی ممکن است باعث پایداری حباب ها شود. از سوی دیگر ، ضد کفهایی با بیشترین ناسازگاری میتواند منجر به عیوب رنگ همچو ، هیزی و وجود حفره شود.

بنابراین برای انتخاب ضد کف مناسب ، باید بالانسی بین سازگاری و ناسازگاری آن با سیستم آب پایه در نظر گرفت.(شکل زیر)

البته همانطور که در شکل مشاهده می شود ، مقدار اپتیمم و بهینه زمانی است که هیچ عیبی در رنگ ایجاد نشود. از آنجایی که سیستمهای رنگ آب پایه رنج وسیعی از محصولات با انواع مختلف را تشکیل می دهند ، بنابراین  برای همه فرمول ها نمی توان از یک ضد کف استفاده نمود و باید رنجی از ضد کفها برای این کار استفاده شود.

میزان سازی عملکرد کف زدایی را می توان با انتخاب دوز مناسب انجام داد:

به کاربردن بیش از حدلازم ضد کف ، عمل کفزدایی را کامل انجام می دهد ولی موجب ایجاد عیوبی در رنگ می شود.

استفاده کمتر از حد لازم ، عیوب رنگ را باعث نمی شود ولی سبب میشود کفها در سیستم باقی بمانند.

نیروی برشی هنگام افزودن یک ضد کف فاکتور مهم دیگری است به خصوص اگر ضد کف ناسازگارتر باشد، چه که ، اگر نیروی برشی به قدر کافی زیاد نباشد ، پخش هموژن و یکنواخت ضد کف را نخواهیم داشت و تجمع محلی ضد کف ایجاد شده ، که خود منجر به ایجاد عیوبی در فیلم رنگ مانند ایجاد حفره می شود.برای ضد کفهای خیلی ناسازگار بهتر است انها را در مرحله millbase افزود در حالیکه ضد کفهای سازگارتر با فرمول رنگ ، میتوانند در مرحله let down که نیروی برشی کمتر است افزوده شوند.

شیمی ضد کفها:

حال به بررسی شیمی ضد کف ها برای سیستمهای آب پایه و حلال پایه و بدون حلال می پردازیم که سازندگان ضد کف هنگام ساخت و سنتز در نظر می گیرند.

ضد کفها برای صنایع مختلفی مانند نساجی و غذایی و فلزی و ... ساخته می شوند ولی آنهایی که برای رنگ طراحی می شوند دارای ساختمان پیچیده تری می باشند چه که باید برای سیستم رزینی خاصی طراحی شده باشند.

ضد کفهای صنعت رنگ سه دسته می باشند.

1-  ضد کفهای برپایه مینرال اویل

2-  ضد کفهای سیلیکونی

3-  ضد کفهای پلیمری بدون سیلیکون.

شیمی ضد کفها:

حال به بررسی شیمی ضد کف ها برای سیستمهای آب پایه و حلال پایه و بدون حلال می پردازیم که سازندگان ضد کف هنگام ساخت و سنتز در نظر می گیرند.

ضد کفها برای صنایع مختلفی مانند نساجی و غذایی و فلزی و ... ساخته می شوند ولی آنهایی که برای رنگ طراحی می شوند دارای ساختمان پیچیده تری می باشند چه که باید برای سیستم رزینی خاصی طراحی شده باشند.

ضد کفهای صنعت رنگ سه دسته می باشند.

1-  ضد کفهای برپایه مینرال اویل

2-  ضد کفهای سیلیکونی

3-  ضد کفهای پلیمری بدون سیلیکون.

البته شکل فوق برای یک پلی دی متیل سیلوکسان اصلاح نشده است. فاکتور کنترل کننده در اینجا طول زنجیر یا وزن ملکولی این ترکیب است.

در صنعت رنگ ، غالبا از نوع اصلاح شده این ترکیب برای تهیه ضد کف استفاده می کنند. و با گرافت ترکیبات آلی ، ضد کف را به بهترین حالت ناسازگاری اصلاح می کنند.

منظور از اصلاح این سیلیکونها این است ، به حد لازم "ناسازگاری انتخابی یا گزینشی " برای آن ایجاد می کنند و با اتصال گروه هایی به زنجیره پلی دی متیل سیلوکسان و کنترل وزن ملکولی آن بهترین خواص ضد کف را ایجاد می کنند. بدیهی است که در این حالت سیلیکون باید گروه Si-H  داشته باشد تا بتوان طی یک واکنش تعادلی گروه جانبی را در زنجیره سیلیکون گرافت کرد. شاید بهترین ترکیباتی که می توان برای اصلاح به این سیلیکونها افزود ترکیبات اتری و یا ترکیبات فلوئوری مانند تری فلوئورو متان سولفونیک اسید باشند.

ضد کفهای پلیمری غیر سیلیکونی

از سایر ترکیبات پلیمری هم می توان ضد کف تهیه نمود که البته خیلی مرسوم نیستند ولی با کنترل میزان قطبیت (برای تنظیم ناسازگاری)  و وزن ملکولی (یا صحیحتر توزیع وزن ملکولی پلیمر) می توان از سایر پلیمرها نیز ضد کف تهیه نمود . برخی ملکوهای پلیمری با وزن ملکولی زیاد که زنجیره اصلی آنها اکریلیکی است ، میتوانند هم به عنوان ضد کف عمل کنند و عم به عنوان عامل لولینگ. برای مثال  پلی-ان-بوتیل اکریلات با وزن ملکولی بالا

تست کارایی یک ضد کف

برای بررسی کارایی ضد کف ها در آزمایشگاه ، بدیهی است باید شرایطی فراهم آورد تا باشرایط تولید صنعتی رنگ بیشترین شباهت را داشته باشد. که البته به طور کامل امکان پذیر نیست . بنابراین روش زیر به عنوان یک تست اولیه پیشنهاد می شود و می توان آزمایشات تکمیلی تر را هنگام تولید انجام داد. در روش زیر ضد کف ، به دفعات مختلف و هر بار به میزان خیلی کم افزوده می شود تا میزان مناسب آن هم تعیین شود

ابتدا یک رنگ آماده شده که ضد کف در آن وجود ندارد را اماده می نماییم. رنگ را در دو  سیلندر پلاستیکی همراه با مقداری از دو  ضد کف که می خواهیم کارایی آنها را با هم مقایسه کنیم ، می ریزیم. هوادهی توسط دو دیسک که در آنها سوراخهای متعددی ایجاد شده است و به میله ای فلزی فیت(اتصال محکم) شده اند انجام می دهیم. میله را در سیلندر رنگ بالا پایین می بریم تا کل حجم رنگ را بپیماید. پس از انجام چند باره ی این کار ، دانسیته رنگ هوادهی شده را با یک پیکنومتر فلزی اندازه گیری می کنیم.  دانسیته هر کدام از رنگها که بیشتر باشد نشاندهنده ی کارایی بهتر آن ضد کف است.

شکل روش فوق برای سنجش کارایی ضد کف

برای انجام آزمایش به روش دستی می توان هوادهی را با هر وسیله ی دیگری انجام داد. هوادهی را با هم میکسر دور تند یا شیکر هم می توان انجام داد. به هر روشی که برای هر سیلندر و ضد کف انجام شد باید برای سیلندر و ضد کف دیگر هم همان تکرار شود.

تست سازگاری ضد کف با رنگ

منظور از سازگاری در عنوان بالا مناسب بودن است

رنگ آماده شده دارای ضد کف را با اپلیکاتور روی شیشه می کشیم. زمانی که سطح فیلم خشک شد ، سطح فیلم را به دقت برای وجود هر نو عیبی(چشم ماهی و ....) جستجو می کنیم. بهترین حالت این است که هیچ نوع ایرادی در سطح فیلم رنگ نباشد

تست سازگاری عملیاتی رنگ اینگونه تعیین می شود که روی سطح گچی صاف یا هر سطحی که رنگ قرار است روی آن استفاده شود ، با غلطک طرحدار به روشی که برای خود تعیین می کنیم (و برای همه ضد کف ها همین روش باید به کار رود) رنگ را اعمال می کنیم. سپس زمان ناپدید شدن حبابهای روی سطح را اندازه گیری می کنیم ، و بعد سطح را از نظر ایرادات مورد توجه قرار می دهیم.

ارائه شده در کنفرانس علمی توسط آقای مهندس کوروش پردیس در گروه کارشناسان صنایع رنگ و رزین