Cách chất chống tạo bọt kiểm soát bọt tại bề mặt phân cách

Chất chống tạo bọt chỉ phát huy tác dụng khi chất lỏng không hòa tan hoàn toàn chất này. Điều này nghe có vẻ ngược đời cho đến khi bạn quan sát lớp màng bọt thay vì nhìn vào lon sản phẩm đã hoàn thiện. Tôi đánh giá các sản phẩm này dựa trên một yếu tố duy nhất: lớp màng mỏng giữa hai bong bóng. Nếu chất phụ gia vẫn hòa tan trong khối chất lỏng, nó sẽ không bao giờ tiếp cận được lớp màng đó. Nếu nó bị đẩy ra một cách mạnh mẽ, nó sẽ tụ lại thành giọt và để lại những vết lõm. Các loại chất phụ gia hữu ích nằm trong dải hẹp giữa hai trường hợp thất bại đó.

Bọt tồn tại lâu là do chất hoạt động bề mặt tập trung tại giao diện không khí–nước và giữ cho màng bọt có tính đàn hồi. Không khí liên tục được cung cấp từ đĩa khuấy, máy bơm, súng phun hoặc bể sục khí. Giọt chất chống bọt phải xâm nhập vào màng bọt đó, lan tỏa trên bề mặt và để lại một cầu nối yếu để chất lỏng chảy ra và bong bóng vỡ. Quá trình xâm nhập và lan tỏa đòi hỏi sức căng bề mặt thấp hơn so với chất lỏng tạo bọt và độ hòa tan kém trong chất lỏng đó. Đó chính là bí quyết. Polydimethylsiloxane có sức căng bề mặt khoảng 20 mN/m so với nước (72 mN/m), do đó nó lan tỏa rất khó. Silica kỵ nước trong nhiều loại nhũ tương sau đó hoạt động như một chiếc ghim và hoàn tất quá trình vỡ bọt. Chất khử bọt dầu khoáng có chứa các hạt kỵ nước thực hiện công việc tương tự nhưng chậm hơn. Các loại polyether thường phụ thuộc vào nhiệt độ: chúng ít hoạt động hơn khi lạnh, mất khả năng hòa tan gần điểm đục và chỉ khi đó mới chiếm lĩnh bề mặt tiếp xúc.

Các cốc thí nghiệm che giấu điều này. Thử nghiệm lắc đánh giá khả năng làm tan bọt nhanh. Đường ống tuần hoàn đánh giá hiệu quả của giọt chất lỏng vẫn tồn tại sau khi chịu lực cắt, nhiệt độ và một ngày bơm liên tục. Quá nhiều chất nhũ hóa sẽ khiến chất chống bọt “hoàn hảo” trong công thức nhưng lại vô dụng khi đối phó với bọt. Nếu dùng quá ít, hoặc dùng loại silicone không phù hợp, lớp phủ sau khi khô sẽ xuất hiện hiện tượng “mắt cá”, một lớp mờ nhờn, hoặc lớp phủ lại không thấm ướt. Tôi đã phải khắc phục cả hai khuyết điểm này trong cùng một tuần với cùng một hệ thống nhựa. Liều lượng hầu như không thay đổi. Chỉ có tính tương thích là khác biệt.

Đó là lý do tại sao tôi chia quá trình bổ sung chất phụ gia trong sơn gốc nước thành hai giai đoạn. Một phần được đưa vào quá trình nghiền vì máy nghiền tạo ra không khí và cũng sẽ nghiền các giọt thô thành kích thước mà màng sơn có thể chấp nhận được. Một phần được đưa vào giai đoạn pha loãng để thu gom bọt siêu mịn chỉ xuất hiện khi độ nhớt bắt đầu tăng. Việc thêm một lượng chất phụ gia vào giai đoạn cuối có vẻ hiệu quả trên lý thuyết. Phương pháp này giúp giữ lại các bọt khí siêu nhỏ trong lớp màng đang đông cứng. Quy trình xử lý nước cũng dựa trên nguyên lý tương tự nhưng với các đơn vị khác nhau: việc duy trì mức độ ổn định ở vài chục ppm thường hiệu quả hơn so với việc xả nước một cách vội vàng vào bể tạo bọt.

Khi độ bền của dung dịch giảm sau một giờ lưu thông, tôi không tăng liều lượng chất xử lý ngay lập tức. Tôi sẽ xem xét liệu chất kỵ nước có bị cắt nhỏ đến mức tương thích hay không, liệu pH có làm tan rã nhũ tương hay không, hay liệu loại sản phẩm này chỉ được thiết kế để loại bỏ bọt bề mặt mà không loại bỏ được bọt vi mô trong khối chất lỏng. Tăng liều lượng đối với một loại sản phẩm đã hòa tan là cách bạn tạo ra các khuyết tật bề mặt mà vẫn giữ lại bọt.

Vì vậy, câu hỏi về mặt kỹ thuật không phải là “chất chống tạo bọt nào mạnh nhất”, mà là liệu giọt chất lỏng có thể tồn tại trong trạng thái “không được chào đón” đủ lâu để tiếp tục tìm đến lớp màng hay không. Khoảng thời gian đó rất hẹp. Nếu bỏ lỡ khoảng thời gian đó dù chỉ một chút, bể sẽ lại trông như đang sôi sục, hoặc lớp màng sẽ bị đứt đoạn.