Hvordan skumdempende midler regulerer skummet ved grensesnittet

Et skumdempende middel virker bare hvis væsken ikke tar det helt opp. Det høres bakvendt ut, inntil man ser på en skumfilm i stedet for en ferdig boks. Jeg vurderer disse produktene ut fra ett eneste sted: den tynne veggen mellom to bobler. Hvis tilsetningsstoffet forblir oppløst i væskemassen, når det aldri den veggen. Hvis det blir kraftig avvist, danner det dråper og etterlater fordypninger. De brukbare variantene befinner seg i den smale stripen mellom disse to feilene.

Skum holder seg fordi overflateaktive stoffer samler seg ved grensesnittet mellom luft og vann og holder filmen elastisk. Luft strømmer kontinuerlig inn fra en oppløsningsskive, en pumpe, en sprøytepistol eller et luftingsbasseng. Dråpen med skumdempende middel må trenge inn i filmen, spre seg over den og etterlate en svak bro, slik at væsken renner av og boblen sprekker. For å trenge inn og spre seg må stoffet ha lavere overflatespenning enn den skummende væsken og dårlig løselighet i den. Det er hele trikset. Polydimetylsiloksan har en overflatespenning på rundt 20 mN/m mot vann, som har 72 mN/m, så det sprer seg lett. Hydrofobt silisiumdioksid i mange emulsjoner fungerer da som en nål og fullfører bruddet. Skumdempere basert på mineralolje med hydrofobe partikler utfører den samme oppgaven, men i et langsommere tempo. Polyeter-typer er ofte temperaturavhengige: de forblir mer inaktive når det er kaldt, mister løseligheten nær skypunktet sitt, og okkuperer først da grensesnittet.

Laboratoriekopper skjuler dette. En ristetest belønner rask nedbrytning. En sirkulerende ledning belønner den dråpen som fortsatt finnes etter skjærkraft, varme og en dags pumping. For mye emulgator gjør skumdemperen “fin” i formelen, men ubrukelig på selve boblen. For lite, eller feil silikon, og det tørkede belegget viser «fiskeøyne», en fettete dis eller et nytt belegg som ikke vil fukte. Jeg har opplevd begge feilene i samme uke med det samme harpikssystemet. Doseringen endret seg knapt. Kompatibiliteten gjorde det.

Det er derfor jeg deler opp tilsetningen i vannbaserte belegg. En del tilsettes under oppmalingen, fordi kvernen skaper luft og også vil male grove dråper ned til en størrelse som filmen tåler. En del tilsettes i fortynningen for å fange opp mikroskum som først oppstår når viskositeten begynner å stige. En sen tilsetning ser effektiv ut på papiret. Den etterlater små bobler innestengt i en film som er i ferd med å stivne. Prosessvann fungerer etter samme prinsipp, men med andre enheter: et jevnt nivå på noen titalls ppm er vanligvis bedre enn en panikkdumping i en skumtank.

Når stabiliteten svikter etter en times sirkulasjon, øker jeg ikke doseringen med det første. Jeg spør meg selv om det hydrofobe stoffet ble nedbrutt til en kompatibel form, om pH-verdien ødela emulsjonen, eller om produktet kun var utviklet for å fjerne overflateskum og ikke mikroskummet i selve massen. Å øke dosen på et produkt som allerede har oppløst seg, er en måte å skape overflatefeil på og samtidig beholde skummet.

Det tekniske spørsmålet er altså ikke “hvilket skumdempende middel som er sterkest”. Det handler om hvorvidt dråpen kan holde seg litt utenfor lenge nok til å fortsette å finne filmen. Dette tidsvinduet er smalt. Går man glipp av det på den ene eller den andre siden, ser tanken igjen ut til å være full, eller så ser filmen ut til å være brutt.