למה כדאי לבחור חומר פעיל שטח בעל קצף נמוך?

בעת בחירת חומרים פעילי שטח עבור פורמולות ניקוי או יישומי עיבוד, קצף הוא מאפיין חשוב. לדוגמה, ביישומי ניקוי ידניים של משטחים קשים - כגון מוצרי טיפוח לרכב או שטיפת כלים ידנית - רמות קצף גבוהות הן לרוב מאפיין רצוי. הסיבה לכך היא שנוכחות של קצף יציב ביותר מעידה על כך שהחומר הפעיל שטח מופעל ומבצע את תפקיד הניקוי שלו. לעומת זאת, עבור יישומי ניקוי ועיבוד תעשייתיים רבים, קצף יכול להפריע לפעולות ניקוי מכניות מסוימות ולפגוע בביצועים הכוללים. במקרים אלה, יצרני פורמולות צריכים להשתמש בחומרים פעילי שטח בעלי קצף נמוך כדי לספק את ביצועי הניקוי הרצויים תוך שליטה בריכוז הקצף. מאמר זה נועד להציג חומרים פעילי שטח בעלי קצף נמוך, ולספק נקודת התחלה לבחירת חומרים פעילי שטח ביישומי ניקוי בעלי קצף נמוך.

יישומים בעלי קצף נמוך
קצף נוצר על ידי ערבוב בממשק האוויר-משטח. לכן, פעולות ניקוי הכרוכות בערבול גבוה, ערבוב גזירה גבוה או ריסוס מכני דורשות לעתים קרובות חומרים פעילי שטח עם בקרת קצף מתאימה. דוגמאות לכך כוללות: שטיפת חלקים, ניקוי CIP (ניקוי במקום), קרצוף רצפות מכני, כביסה תעשייתית ומסחרית, נוזלי עיבוד מתכת, שטיפת כלים במדיח כלים, ניקוי מזון ומשקאות ועוד.

הערכת חומרים פעילי שטח בעלי קצף נמוך
בחירת חומרים פעילי שטח - או שילובים של חומרים פעילי שטח - לבקרת קצף מתחילה בניתוח מדידות קצף. מדידות קצף מסופקות על ידי יצרני חומרים פעילי שטח בספרות המוצרים הטכנית שלהם. למדידת קצף אמינה, מערכי הנתונים צריכים להתבסס על סטנדרטים מוכרים של בדיקת קצף.

שני מבחני הקצף הנפוצים והאמינים ביותר הם מבחן הקצף של רוס-מיילס ומבחן הקצף בעל גזירה גבוהה.
• מבחן קצף רוס-מיילס, מעריך את יצירת הקצף הראשונית (קצף בזק) ואת יציבות הקצף תחת ערבוב נמוך במים. הבדיקה עשויה לכלול קריאות של רמת הקצף ההתחלתית, ולאחר מכן את רמת הקצף לאחר 2 דקות. ניתן לבצע אותה גם בריכוזי חומר פעיל שטח שונים (למשל, 0.1% ו-1%) ורמות pH שונות. רוב יצרני המנסחים המחפשים שליטה בקצף נמוך מתמקדים במדידת הקצף ההתחלתית.
•​מבחן גזירה גבוהה (ראה ASTM D3519-88).
בדיקה זו משווה את מדידות הקצף בתנאים מלוכלכים ולא מלוכלכים. מבחן הגזירה הגבוהה משווה גם את גובה הקצף ההתחלתי לגובה הקצף לאחר 5 דקות.

בהתבסס על כל אחת משיטות הבדיקה הנ"ל, מספר חומרים פעילי שטח בשוק עומדים בקריטריונים למרכיבים בעלי קצף נמוך. עם זאת, ללא קשר לשיטת בדיקת הקצף שנבחרה, חומרים פעילי שטח בעלי קצף נמוך חייבים להיות בעלי תכונות פיזיקליות וביצועיות חשובות אחרות. בהתאם ליישום ולסביבת הניקוי, מאפיינים קריטיים אחרים לבחירת חומר פעיל שטח עשויים לכלול:
• ביצועי ניקוי
•​מאפייני סביבה, בריאות ובטיחות (EHS)​
• תכונות שחרור קרקע
• טווח טמפרטורות רחב (כלומר, חלק מהחומרים הפעילי שטח בעלי קצף נמוך יעילים רק בטמפרטורות גבוהות מאוד)
• קלות ניסוח ותאימות עם מרכיבים אחרים
• יציבות מי חמצן
עבור יצרני פורמולציות, איזון בין תכונות אלו לבין מידת בקרת הקצף הנדרשת ביישום הוא קריטי. כדי להשיג איזון זה, לעתים קרובות יש צורך לשלב חומרים פעילי שטח שונים כדי לענות הן על צרכי הקצף והן על צרכי הביצועים - או לבחור חומרים פעילי שטח בעלי קצף נמוך עד בינוני ובעלי פונקציונליות רחבה.