Как пеногаситель контролирует образование пены на границе раздела фаз

Пеногаситель действует только в том случае, если жидкость не поглощает его полностью. Это звучит парадоксально, пока не посмотришь не на готовую банку, а на пленку пены. Я оцениваю эти продукты по одному признаку: по тонкой стенке между двумя пузырьками. Если добавка остается растворенной в основной массе, она никогда не достигает этой стенки. Если же она подвергается сильному отторжению, она скатывается в капли и оставляет воронки. Полезные марки находятся в узкой полосе между этими двумя вариантами.

Пена сохраняется благодаря тому, что поверхностно-активные вещества скапливаются на границе раздела «воздух–вода» и поддерживают эластичность пленки. Воздух постоянно поступает из рассеивающего диска, насоса, распылителя или аэрационного резервуара. Капля пеногасителя должна проникнуть в эту пленку, распространиться по ней и оставить слабый мостик, чтобы жидкость стекла, а пузырь лопнул. Для проникновения и распространения требуется более низкое поверхностное натяжение, чем у вспенивающейся жидкости, а также плохая растворимость в ней. В этом и заключается весь секрет. Полидиметилсилоксан имеет поверхностное натяжение около 20 мН/м по сравнению с водой (72 мН/м), поэтому он с трудом распространяется. Гидрофобный диоксид кремния во многих эмульсиях действует как булавка и завершает процесс разрыва пленки. Пеногаситель на основе минерального масла с гидрофобными частицами выполняет ту же задачу, но более медленно. Полиэфирные составы часто зависят от температуры: при низких температурах они действуют менее активно, теряют растворимость вблизи точки помутнения и только тогда занимают межфазную границу.

Лабораторные стаканчики это скрывают. Тест на встряхивание оценивает быстрое подавление пены. Тест в циркуляционной линии оценивает капли, которые остаются после сдвига, нагрева и суток перекачки. Слишком большое количество эмульгатора делает пеногаситель “хорошим” в рецептуре, но бесполезным при борьбе с пузырьками. Слишком мало эмульгатора или неправильный силикон — и на высохшем покрытии появляются «рыбьи глазки», жирная мутность или повторное нанесение, которое не смачивает поверхность. Мне приходилось устранять оба этих дефекта в течение одной недели при использовании одной и той же системы смол. Дозировка практически не изменилась. Изменилась совместимость.

Именно поэтому я разделяю добавки в водоразбавляемых покрытиях. Часть добавки добавляется в мельницу, поскольку она создаёт воздух и, кроме того, измельчает крупные капли до размера, приемлемого для плёнки. Другая часть добавляется в разбавитель, чтобы уловить микропену, которая появляется только тогда, когда вязкость начинает расти. Один поздний дозатор на бумаге выглядит эффективным. Он оставляет крошечные пузырьки, запертые в затвердевающей пленке. С технологической водой действует тот же принцип, но с использованием других устройств: стабильное содержание в несколько десятков ppm обычно лучше, чем паническое сброс в резервуар для пены.

Когда стойкость исчезает через час после введения в оборот, я не повышаю дозу препарата сразу. Я задаюсь вопросом: не произошло ли сдвиговое смешивание гидрофобного вещества до состояния совместимости, не привело ли изменение pH к расслоению эмульсии, или же данная формула была разработана исключительно для устранения поверхностной пены, а не микропены, присутствующей в основной массе. Увеличение дозы при использовании формулы, которая уже растворилась, приводит к появлению поверхностных дефектов и сохранению пены.

Таким образом, технический вопрос заключается не в том, “какой пеногаситель действует сильнее всего”, а в том, сможет ли капля оставаться в состоянии «нежелательного» состояния достаточно долго, чтобы продолжать находить пленку. Это окно возможностей весьма узкое. Если промахнуться с любой из сторон, в резервуаре снова начнётся суматоха, либо пленка будет выглядеть разорванной.