Przy wyborze surfaktantów do formulacji czyszczących lub zastosowań w przetwórstwie, piana jest ważnym atrybutem. Na przykład, w ręcznym czyszczeniu twardych powierzchni – takich jak produkty do pielęgnacji pojazdów czy ręczne zmywanie naczyń – wysoki poziom piany jest często pożądaną cechą. Wynika to z faktu, że obecność bardzo stabilnej piany wskazuje, że surfaktant jest aktywowany i spełnia swoją funkcję czyszczącą. Z drugiej strony, w wielu przemysłowych zastosowaniach czyszczących i przetwórczych, piana może zakłócać niektóre mechaniczne czynności czyszczące i obniżać ogólną wydajność. W takich przypadkach, aby zapewnić pożądaną skuteczność czyszczenia, przy jednoczesnym kontrolowaniu stężenia piany, producenci muszą stosować surfaktanty niskopieniące. Niniejszy artykuł ma na celu wprowadzenie do surfaktantów niskopieniących, stanowiąc punkt wyjścia do doboru surfaktantów do zastosowań w przetwórstwie niskopieniącym.
Zastosowania niskopieniące
Piana powstaje w wyniku mieszania na styku powietrza i powierzchni. Dlatego czynności czyszczące wymagające intensywnego mieszania, mieszania z dużą siłą ścinającą lub mechanicznego natryskiwania często wymagają stosowania środków powierzchniowo czynnych o odpowiedniej kontroli piany. Przykłady obejmują: mycie części, czyszczenie metodą CIP (Clean-in-place), mechaniczne szorowanie podłóg, pranie przemysłowe i komercyjne, płyny do obróbki metali, mycie naczyń w zmywarkach, czyszczenie żywności i napojów i wiele innych.
Ocena surfaktantów niskopieniących
Wybór surfaktantów – lub kombinacji surfaktantów – do kontroli piany rozpoczyna się od analizy pomiarów piany. Pomiary piany są podawane przez producentów surfaktantów w ich materiałach technicznych. Aby zapewnić wiarygodność pomiaru piany, zbiory danych powinny opierać się na uznanych normach badania piany.
Dwa najpopularniejsze i najbardziej wiarygodne testy piany to test piany Rossa-Milesa i test piany o dużym ścinaniu.
• Test pienienia Rossa-Milesa – ocenia początkowe wytwarzanie piany (piany błyskawicznej) i jej stabilność przy słabym mieszaniu w wodzie. Test może obejmować odczyty początkowego poziomu piany, a następnie poziomu piany po 2 minutach. Można go również przeprowadzić przy różnych stężeniach surfaktantów (np. 0,1% i 1%) i różnych poziomach pH. Większość formulatorów poszukujących kontroli niskiego poziomu piany koncentruje się na początkowym pomiarze piany.
•Test ścinania o dużej wytrzymałości (patrz ASTM D3519-88).
Test ten porównuje pomiary piany w warunkach zabrudzonych i niezanieczyszczonych. Test wysokiego ścinania porównuje również początkową wysokość piany z wysokością piany po 5 minutach.
W oparciu o dowolną z powyższych metod testowych, kilka surfaktantów dostępnych na rynku spełnia kryteria składników niskopieniących. Jednak niezależnie od wybranej metody testowania piany, surfaktanty niskopieniące muszą również posiadać inne istotne właściwości fizyczne i użytkowe. W zależności od zastosowania i środowiska czyszczenia, inne kluczowe cechy przy wyborze surfaktantu mogą obejmować:
•Wydajność czyszczenia
• Atrybuty dotyczące środowiska, zdrowia i bezpieczeństwa (EHS)
• Właściwości ułatwiające uwalnianie gleby
• Szeroki zakres temperatur (tj. niektóre surfaktanty niskopieniące są skuteczne tylko w bardzo wysokich temperaturach)
• Łatwość formułowania i kompatybilność z innymi składnikami
•Stabilność nadtlenkowa
Dla twórców formulacji kluczowe jest zrównoważenie tych właściwości z wymaganym stopniem kontroli piany w aplikacji. Aby osiągnąć tę równowagę, często konieczne jest łączenie różnych surfaktantów, aby spełnić wymagania dotyczące zarówno piany, jak i wydajności – lub wybór surfaktantów o niskiej lub średniej sile pienienia i szerokim spektrum działania.
Czas publikacji: 11.09.2025