كيف يتحكم عامل مضاد الرغوة في الرغوة عند السطح الفاصل

لا يعمل عامل مضاد الرغوة إلا إذا لم يستقبله السائل بالكامل. قد يبدو هذا منطقًا معكوسًا إلى أن تشاهد طبقة رغوية بدلاً من العلبة النهائية. أقيّم هذه المنتجات من منظور واحد: الجدار الرقيق الفاصل بين فقاعتين. فإذا بقيت المادة المضافة مذابة في السائل، فلن تصل أبدًا إلى ذلك الجدار. أما إذا تم رفضها بعنف، فإنها تتكتل وتترك حفرًا. وتقع الدرجات المفيدة في الشريط الضيق بين هذين النوعين من الفشل.

تستمر الرغوة في البقاء لأن المواد الخافضة للتوتر السطحي تتجمع عند السطح الفاصل بين الهواء والماء وتحافظ على مرونة الغشاء. ويستمر الهواء في التدفق من قرص تذويب، أو مضخة، أو مسدس رش، أو حوض تهوية. ويجب أن تدخل قطرة مانع الرغوة إلى ذلك الغشاء، وتنتشر عبره، وتترك جسراً ضعيفاً حتى يتسرب السائل وتنهار الفقاعة. يتطلب الدخول والانتشار توترًا سطحيًا أقل من السائل الرغوي وقابلية ذوبان ضعيفة فيه. هذه هي الحيلة بأكملها. يبلغ توتر السطح للبوليديميثيلسيلوكسان حوالي 20 ميلين/متر مقابل الماء عند 72 ميلين/متر، لذا فإنه ينتشر بصعوبة. ثم تعمل السيليكا الكارهة للماء في العديد من المستحلبات كدبوس وتكمل عملية التمزق. أما مزيل الرغوة الزيتي الذي يحتوي على جزيئات كارهة للماء فيؤدي نفس المهمة ولكن بشكل أبطأ. وغالبًا ما تعتمد أنواع البولي إيثر على درجة الحرارة: فهي تظل أقل نشاطًا عندما تكون باردة، وتفقد قابليتها للذوبان بالقرب من نقطة التغيم، وعندها فقط تشغل السطح البيني.

تخفي أكواب المختبر هذا الأمر. ويُظهر اختبار الاهتزاز فعالية التخلص السريع من الرغوة. أما خط التدوير فيُظهر فعالية القطرات التي لا تزال موجودة بعد التعرض للقص والحرارة ويوم كامل من الضخ. فاستخدام كمية زائدة من المُستحلب يجعل مانع الرغوة “جيدًا” في التركيبة، لكنه عديم الفائدة في التخلص من الفقاعات. أما إذا كانت الكمية قليلة جدًّا، أو كان السيليكون غير مناسب، فإن الطلاء المجفف يظهر عيوبًا تشبه عيون السمك، أو ضبابًا دهنيًّا، أو طبقة إعادة طلاء لا تبلل السطح. لقد واجهت كلا العيبين في نفس الأسبوع باستخدام نفس نظام الراتنج. لم تتغير الجرعة تقريبًا، لكن التوافق هو ما تغير.

ولهذا السبب أقوم بتقسيم الإضافات في الطلاءات المائية. يُضاف جزء منها إلى عملية الطحن لأن المطحنة تولد هواءً، كما أنها تعمل على طحن القطرات الخشنة إلى حجم يمكن للفيلم أن يتحمله. ويُضاف جزء آخر إلى مرحلة التخفيف لالتقاط الرغوة الدقيقة التي لا تظهر إلا عندما تبدأ اللزوجة في الارتفاع. يبدو إضافة كمية واحدة في مرحلة متأخرة فعالة نظريًّا. فهي تحبس الفقاعات الصغيرة داخل الطبقة المتصلبة. أما مياه المعالجة فتعتمد على نفس المبدأ ولكن بوحدات مختلفة: فإضافة كمية ثابتة تبلغ بضع عشرات من أجزاء المليون (ppm) عادةً ما تكون أفضل من التصريف العاجل في خزان الرغوة.

عندما يتلاشى ثبات المستحلب بعد ساعة من الدوران، لا أقوم أولاً بزيادة معدل الجرعة. بل أسأل ما إذا كان المادة الكارهة للماء قد تم تقطيعها لتصبح متوافقة، أو ما إذا كان الرقم الهيدروجيني قد أدى إلى تفكك المستحلب، أو ما إذا كان المنتج مصممًا فقط للقضاء على الرغوة السطحية وليس الرغوة الدقيقة الموجودة في الكتلة. إن زيادة الجرعة في منتج قد ذاب بالفعل هي الطريقة التي تؤدي إلى ظهور عيوب سطحية مع استمرار وجود الرغوة.

لذا، فإن السؤال الفني ليس “أي مادة مضادة للرغوة هي الأقوى”، بل ما إذا كانت القطرة تستطيع البقاء غير مرغوب فيها لفترة كافية حتى تستمر في العثور على الطبقة الرقيقة. وهذه الفترة الزمنية ضيقة. فإذا فاتتك في أي من الجانبين، فسيبدو الخزان مزدحماً مرة أخرى، أو ستبدو الطبقة الرقيقة متقطعة.