Jak protipěnivá činidla potlačují pěnu na rozhraní

Odpěňovač funguje pouze tehdy, pokud ho kapalina zcela nepřijme. Zní to nelogicky, dokud se nepodíváte na film s pěnou místo na hotovou plechovku. Tyto produkty posuzuji podle jediného kritéria: tenké stěny mezi dvěma bublinami. Pokud přísada zůstane rozpuštěná v hlavním objemu kapaliny, k této stěně se nikdy nedostane. Pokud je prudce odmítnuta, vytvoří se z ní kuličky a zanechá krátery. Užitečné typy se nacházejí v úzkém pásmu mezi těmito dvěma neúspěšnými případy.

Pěna vydrží, protože se na rozhraní vzduch–voda hromadí povrchově aktivní látky a udržují film pružný. Vzduch neustále přivádí rozprašovací kotouč, čerpadlo, stříkací pistole nebo provzdušňovací nádrž. Kapka odpěňovače musí proniknout do tohoto filmu, rozprostřít se po něm a zanechat slabý můstek, aby kapalina odtékala a bublina se zhroutila. Vniknutí a rozprostření vyžadují nižší povrchové napětí než má pěnivá kapalina a nízkou rozpustnost v ní. V tom spočívá celé tajemství. Polydimethylsiloxan má povrchové napětí vůči vodě kolem 20 mN/m, zatímco voda má 72 mN/m, takže se rozprostírá obtížně. Hydrofobní oxid křemičitý v mnoha emulzích pak působí jako špendlík a dokončí prasknutí bubliny. Odpěňovač na bázi minerálního oleje s hydrofobními částicemi vykonává stejnou práci, avšak pomaleji. Polyetherové typy často reagují na teplotu: při nízkých teplotách působí méně, ztrácejí rozpustnost v blízkosti bodu zakalení a teprve poté obsadí rozhraní.

Laboratorní kelímky to zakrývají. Test protřepáním odměňuje rychlé potlačení pěny. Cirkulační potrubí odměňuje kapku, která přetrvá i po působení smykového namáhání, tepla a celodenního čerpání. Příliš velké množství emulgátoru způsobí, že odpěňovač vypadá ve složení “hezky”, ale na bubliny nemá žádný účinek. Příliš málo emulgátoru nebo nesprávný silikon a na zaschlém povlaku se objeví „rybí oči“, mastný zákal nebo vrstva, která se nedá navlhčit. S oběma vadami jsem se potýkal ve stejném týdnu při použití stejného pryskyřičného systému. Dávka se téměř nezměnila. Změnila se však kompatibilita.

Proto jsem rozdělil přísady do nátěrových hmot na vodní bázi. Část se přidává do mlecího procesu, protože mlýn vytváří vzduch a zároveň rozemele hrubé kapičky na velikost, se kterou si film poradí. Část se přidává do ředicího procesu, aby zachytila mikropěnu, která se objevuje až při stoupající viskozitě. Jedna dodatečná dávka vypadá na papíře efektivně. Zanechává však drobné bublinky uvězněné v tuhnoucím filmu. U procesní vody platí stejný princip, jen s jinými jednotkami: stabilní koncentrace v řádu několika desítek ppm obvykle předčí panické vypouštění do pěnicí nádrže.

Když po hodině cirkulace dojde ke ztrátě stability, nezvyšuji hned dávku přípravku. Zjišťuji, zda se hydrofobní látka rozštěpila do kompatibilní podoby, zda pH rozložilo emulzi, nebo zda byl daný typ přípravku vyvinut pouze k odstranění povrchové pěny, nikoli mikropěny v hlavním objemu. Zvýšení dávky u typu přípravku, který se již rozpustil, vede k vzniku povrchových vad a k tomu, že pěna zůstane zachována.

Technická otázka tedy nezní: “Který odpěňovač je nejúčinnější?” Jde o to, zda se kapička dokáže udržet v poněkud nevhodné poloze dostatečně dlouho, aby mohla film stále nacházet. Toto časové okno je úzké. Pokud se netrefíte ani z jedné strany, nádrž vypadá opět rušně, nebo se film jeví jako přerušený.