При выборе поверхностно-активных веществ для чистящих составов или технологических процессов пена является важным фактором. Например, при ручной очистке твердых поверхностей, таких как средства по уходу за автомобилями или мытье посуды вручную, высокий уровень пены часто является желательным свойством. Это объясняется тем, что наличие высокоустойчивой пены указывает на то, что поверхностно-активное вещество активировано и выполняет свою очищающую функцию. Напротив, во многих промышленных процессах очистки и обработки пена может препятствовать определенным механическим процессам очистки и снижать общую эффективность. В этих случаях разработчикам рецептур необходимо использовать поверхностно-активные вещества с низким пенообразованием для обеспечения желаемой эффективности очистки и контроля концентрации пены. Цель данной статьи – представить поверхностно-активные вещества с низким пенообразованием, что послужит отправной точкой для выбора поверхностно-активных веществ для низкопенных процессов очистки.
Применения с низким пенообразованием
Пена образуется при перемешивании на границе раздела воздух-поверхность. Поэтому для очистки, требующей интенсивного перемешивания, смешивания с высоким сдвигом или механического распыления, часто требуются поверхностно-активные вещества с соответствующим контролем пенообразования. Примеры включают: мойку деталей, безразборную мойку (CIP), механическую чистку полов, промышленные и коммерческие прачечные, жидкости для металлообработки, мытье посуды в посудомоечных машинах, чистку продуктов питания и напитков и многое другое.
Оценка поверхностно-активных веществ с низким пенообразованием
Выбор поверхностно-активных веществ (ПАВ) или их комбинаций для контроля пены начинается с анализа результатов измерений. Данные измерений пены предоставляются производителями ПАВ в технической документации к их продуктам. Для обеспечения достоверности измерений пены наборы данных должны основываться на признанных стандартах испытаний пены.
Два наиболее распространенных и надежных испытания пены — это испытание пены Росса-Майлза и испытание пены с высоким сдвигом.
• Тест на пенообразование Росса-Майлза позволяет оценить начальное пенообразование (мгновенное пенообразование) и стабильность пены при слабом перемешивании в воде. Тест может включать измерение начального уровня пены, а затем уровня пены через 2 минуты. Его также можно проводить при различных концентрациях поверхностно-активных веществ (например, 0,1% и 1%) и уровнях pH. Большинство разработчиков рецептур, стремящихся к контролю низкого уровня пены, ориентируются на измерение начального уровня пены.
• Испытание на высокую сдвиговую нагрузку (см. ASTM D3519-88).
В этом тесте сравниваются измерения пены в загрязненных и незагрязненных условиях. В тесте с высоким сдвигом также сравниваются начальная высота пены и высота пены через 5 минут.
По результатам любого из вышеперечисленных методов испытаний, несколько поверхностно-активных веществ, представленных на рынке, соответствуют критериям низкопенящихся ингредиентов. Однако, независимо от выбранного метода испытаний на пенообразование, низкопенящиеся поверхностно-активные вещества должны обладать и другими важными физическими и эксплуатационными свойствами. В зависимости от области применения и условий очистки, другие критически важные характеристики при выборе поверхностно-активного вещества могут включать:
• Эффективность очистки
• Характеристики окружающей среды, здоровья и безопасности (EHS)
• Свойства высвобождения из почвы
•Широкий диапазон температур (т. е. некоторые поверхностно-активные вещества с низким пенообразованием эффективны только при очень высоких температурах)
• Простота приготовления и совместимость с другими ингредиентами
•Устойчивость к перекиси
Для разработчиков рецептур критически важно сбалансировать эти свойства с требуемой степенью контроля пенообразования. Для достижения этого баланса часто приходится комбинировать различные поверхностно-активные вещества для решения задач как с точки зрения пенообразования, так и с точки зрения эксплуатационных характеристик, или выбирать низко- или среднепенящиеся поверхностно-активные вещества с широким спектром применения.
Время публикации: 11 сентября 2025 г.