عند اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي لتركيبات التنظيف أو تطبيقات المعالجة، تُعدّ الرغوة سمة مهمة. على سبيل المثال، في تطبيقات التنظيف اليدوي للأسطح الصلبة - مثل منتجات العناية بالمركبات أو غسل الأطباق يدويًا - غالبًا ما تكون مستويات الرغوة العالية سمة مرغوبة. ويرجع ذلك إلى أن وجود رغوة عالية الثبات يدل على أن المادة الخافضة للتوتر السطحي نشطة وتقوم بوظيفتها التنظيفية. على العكس من ذلك، في العديد من تطبيقات التنظيف والمعالجة الصناعية، قد تتداخل الرغوة مع بعض عمليات التنظيف الميكانيكية وتؤثر سلبًا على الأداء العام. في هذه الحالات، يحتاج مُصنّعو التركيبات إلى استخدام مواد خافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة لتحقيق أداء التنظيف المطلوب مع التحكم في تركيز الرغوة. تهدف هذه المقالة إلى تقديم المواد الخافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة، وتوفير نقطة انطلاق لاختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي في تطبيقات التنظيف منخفضة الرغوة.
تطبيقات منخفضة الرغوة
تتولد الرغوة عن طريق التحريك عند نقطة تلامس الهواء والسطح. لذلك، غالبًا ما تتطلب عمليات التنظيف التي تتضمن تحريكًا عاليًا، أو خلطًا عالي القص، أو رشًا ميكانيكيًا مواد خافضة للتوتر السطحي ذات تحكم مناسب في الرغوة. من الأمثلة على ذلك: غسل الأجزاء، والتنظيف في الموقع (CIP)، وفرك الأرضيات ميكانيكيًا، والغسيل الصناعي والتجاري، وسوائل تشغيل المعادن، وغسل الأطباق في غسالة الأطباق، وتنظيف الأطعمة والمشروبات، وغيرها.
تقييم المواد الخافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة
يبدأ اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي - أو توليفاتها - للتحكم في الرغوة بتحليل قياسات الرغوة. تُقدم شركات تصنيع المواد الخافضة للتوتر السطحي قياسات الرغوة في منشوراتها الفنية. ولقياس الرغوة بدقة، ينبغي أن تستند مجموعات البيانات إلى معايير اختبار الرغوة المعترف بها.
الاختباران الأكثر شيوعًا وموثوقية للرغوة هما اختبار رغوة روس-مايلز واختبار رغوة القص العالي.
اختبار روس-مايلز للرغوة: يُقيّم هذا الاختبار تكوّن الرغوة الأولي (الرغوة السريعة) واستقرارها تحت تأثير تحريك منخفض في الماء. قد يشمل الاختبار قراءات لمستوى الرغوة الأولي، يليه مستوى الرغوة بعد دقيقتين. كما يُمكن إجراؤه عند تركيزات مختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي (مثل 0.1% و1%) ومستويات مختلفة من الرقم الهيدروجيني. يُركز معظم مُصنّعي المُركّبات الذين يسعون للتحكم في انخفاض الرغوة على قياس مستوى الرغوة الأولي.
• اختبار القص العالي (انظر ASTM D3519-88).
يُقارن هذا الاختبار قياسات الرغوة في ظروف متسخة وغير متسخة. كما يُقارن اختبار القص العالي ارتفاع الرغوة الأولي بارتفاعها بعد 5 دقائق.
بناءً على أيٍّ من طرق الاختبار المذكورة أعلاه، تُلبي العديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي المتوفرة في السوق معايير المكونات منخفضة الرغوة. ومع ذلك، وبغض النظر عن طريقة اختبار الرغوة المُختارة، يجب أن تتمتع المواد الخافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة بخصائص فيزيائية وأداء مهمة أخرى. وحسب بيئة الاستخدام والتنظيف، قد تشمل الخصائص الأساسية الأخرى لاختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي ما يلي:
• أداء التنظيف
• السمات البيئية والصحية والسلامة (EHS)
•خصائص تحرير التربة
• نطاق واسع لدرجات الحرارة (أي أن بعض المواد الخافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة لا تكون فعالة إلا في درجات حرارة عالية جدًا)
• سهولة التركيب والتوافق مع المكونات الأخرى
•ثبات البيروكسيد
بالنسبة لمُصنّعي المُركّبات، يُعدّ موازنة هذه الخصائص مع درجة التحكم المطلوبة في الرغوة في التطبيق أمرًا بالغ الأهمية. ولتحقيق هذا التوازن، غالبًا ما يكون من الضروري الجمع بين مُنشِّطات سطحية مُختلفة لتلبية احتياجات كلٍّ من الرغوة والأداء، أو اختيار مُنشِّطات سطحية ذات رغوة منخفضة إلى متوسطة ذات وظائف مُتعددة.
وقت النشر: ١١ سبتمبر ٢٠٢٥