لماذا يجب عليك اختيار مادة خافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة؟

عند اختيار المواد الفعالة سطحياً لتركيبات التنظيف أو تطبيقات المعالجة، تُعدّ الرغوة سمةً مهمة. على سبيل المثال، في تطبيقات التنظيف اليدوي للأسطح الصلبة - مثل منتجات العناية بالسيارات أو غسل الأطباق يدوياً - غالباً ما تكون مستويات الرغوة العالية سمةً مرغوبة. وذلك لأن وجود رغوة مستقرة للغاية يدل على تنشيط المادة الفعالة سطحياً وأدائها لوظيفتها في التنظيف. في المقابل، في العديد من تطبيقات التنظيف والمعالجة الصناعية، قد تتداخل الرغوة مع بعض عمليات التنظيف الميكانيكية وتُعيق الأداء العام. في هذه الحالات، يحتاج مُصنّعو التركيبات إلى استخدام مواد فعالة سطحياً منخفضة الرغوة لتحقيق أداء التنظيف المطلوب مع التحكم في تركيز الرغوة. تهدف هذه المقالة إلى التعريف بالمواد الفعالة سطحياً منخفضة الرغوة، وتوفير نقطة انطلاق لاختيار المادة الفعالة سطحياً في تطبيقات التنظيف منخفضة الرغوة.

تطبيقات الرغوة المنخفضة
تتولد الرغوة نتيجةً للتحريك عند سطح التماس بين الهواء والسطح. لذا، تتطلب عمليات التنظيف التي تتضمن تحريكًا عاليًا أو خلطًا عالي القص أو رشًا ميكانيكيًا استخدام مواد فعالة سطحية للتحكم في الرغوة. ومن الأمثلة على ذلك: غسل القطع، والتنظيف في الموقع (CIP)، والتنظيف الميكانيكي للأرضيات، وغسيل الملابس الصناعية والتجارية، وسوائل تشغيل المعادن، وغسل الأطباق في غسالات الأطباق، وتنظيف الأطعمة والمشروبات، وغيرها.

تقييم المواد الخافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة
تبدأ عملية اختيار المواد الفعالة سطحياً - أو مزيج منها - للتحكم في الرغوة بتحليل قياسات الرغوة. وتُقدم هذه القياسات من قبل الشركات المصنعة للمواد الفعالة سطحياً في كتيباتها الفنية. ولضمان دقة قياسات الرغوة، ينبغي أن تستند البيانات إلى معايير اختبار الرغوة المعترف بها.

الاختباران الأكثر شيوعًا وموثوقية للرغوة هما اختبار روس-مايلز للرغوة واختبار القص العالي للرغوة.
• اختبار روس-مايلز للرغوة، يُقيّم تكوّن الرغوة الأولي (الرغوة السريعة) وثباتها في الماء مع التحريك الخفيف. قد يشمل الاختبار قياس مستوى الرغوة الأولي، ثم قياس مستواها بعد دقيقتين. كما يُمكن إجراؤه بتراكيز مختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي (مثل 0.1% و1%) ومستويات حموضة مختلفة. يركز معظم مُصنّعي المستحضرات الذين يسعون للتحكم في الرغوة على قياس الرغوة الأولية.
• اختبار القص العالي (انظر ASTM D3519-88).
يقارن هذا الاختبار قياسات الرغوة في ظروف الاتساخ وعدم الاتساخ. كما يقارن اختبار القص العالي ارتفاع الرغوة الأولي بارتفاعها بعد 5 دقائق.

استنادًا إلى أيٍّ من طرق الاختبار المذكورة أعلاه، فإن العديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي المتوفرة في السوق تستوفي معايير المكونات منخفضة الرغوة. ومع ذلك، وبغض النظر عن طريقة اختبار الرغوة المختارة، يجب أن تتمتع المواد الخافضة للتوتر السطحي منخفضة الرغوة أيضًا بخصائص فيزيائية وأدائية مهمة أخرى. اعتمادًا على التطبيق وبيئة التنظيف، قد تشمل الخصائص الحاسمة الأخرى لاختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي ما يلي:
• أداء التنظيف
• السمات البيئية والصحية والسلامة
• خصائص إطلاق 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
• استقرار البيروكسيد
بالنسبة لمصنعي التركيبات، يُعدّ تحقيق التوازن بين هذه الخصائص ودرجة التحكم المطلوبة في الرغوة في التطبيق أمرًا بالغ الأهمية. ولتحقيق هذا التوازن، غالبًا ما يكون من الضروري الجمع بين مواد خافضة للتوتر السطحي مختلفة لتلبية احتياجات الرغوة والأداء على حد سواء، أو اختيار مواد خافضة للتوتر السطحي ذات رغوة منخفضة إلى متوسطة ووظائف متعددة.