Skumfremstilling / praktiske overfladeaktive stoffer videnskab / Prof Steven Abbott

Skumfremstilling

Hurtig Start

Hvordan laver du masser af skum meget let? Det viser sig at være overraskende svært at komme med en opskrift på succes, med mange komplicerende faktorer. Hvis du er bekymret for skumfremstilling, skal du læne dig tilbage, slappe af og nyde læsningen. 2020-opdateringen senere på siden giver et avanceret resume, der siger, ja, det er kompliceret, men de praktiske regler er ikke for hårde. Jeg har også tilføjet et afsnit om forskellige skumfremstillingsmetoder, baseret på hvad jeg har lært i de seneste år.

overfladeaktivt Videnskabsskum gør det er trivielt let at fremstille et skum – bare bland luft og væske med lidt energi, og der dannes bobler. Hvis disse bobler når overfladen med en flydende fraktion kur i området 0,1-0,2, er de en kugelschaum (“kugel” betyder “kugle” og “schaum” betyder skum). Disse skum er ikke rigtig overvejet i disse apps. Når < 0.1 så har vi en polyederschaum (polyhedral), det klassiske skum, der er den centrale bekymring for praktiske skum. Selvom det er let at skabe et skum, er det i de fleste tilfælde helt ustabilt. Så spørgsmålet om at lave skum handler ikke så meget om, hvordan man laver dem (hvilket er trivielt), men hvordan man gør dem stabile (hvilket ikke er). I AntiFoam sektionen vil vi diskutere det endnu vanskeligere spørgsmål om, hvordan man laver et stabilt skum ustabilt.

som nævnt i Basics er den energi, der kræves for at skabe et skum, omvendt proportional med overfladespændingen, kg. Den lave overfladespænding hjælper helt sikkert, men hvis Kurt skifter fra 40 (et “dårligt” overfladeaktivt middel) til 20mn/m (et “meget godt” overfladeaktivt middel), er det kun halveret den nødvendige energi, hvilket ikke er så vigtigt. Overvej lavkrus som nødvendigt (når alt kommer til alt kan rent vand ikke danne et skum), men ikke tilstrækkeligt. Så hvilke ting kræves?

  1. elasticitet. Den første grund til, at overfladeaktive stoffer hjælper med at skabe skum, er, at overfladen bliver elastisk. Dette betyder, at boblerne kan modstå at blive stødt, presset og deformeret. En ren vandoverflade har ingen sådan elasticitet, og boblerne bryder hurtigt. Det betyder også, at de systemer, der producerer mere elasticitet (se afsnittet elasticitet), alt andet lige vil producere mere stabile skum. Som diskuteret i Reologisektionen giver generelt en væg, der er både stiv og elastisk, et skum med en større evne til at modstå en skubbekraft og derfor en højere udbyttespænding. Mindre bobler giver også et højere udbytte stress
  2. Disjoining tryk. Den anden grund til, at overfladeaktive stoffer hjælper med at skabe skum, er, at væsken i skumvæggene naturligt suges ud af væggene ind i kanterne. Dette er intet at gøre med dræning (som forklaret i dræning, væggene indeholder en irrelevant fraktion af væsken), det er bare simpel kapillaritet. Kapillærtrykket vil fortsætte med at trække væske ud, medmindre et modtryk (“disjoining pressure”) virker imod det. Dette kan frembringes ved ladninger på det overfladeaktive middel på begge sider af væggen og/eller ved steriske interaktioner mellem overfladeaktive kæder. Disse effekter diskuteres i DLVO, men fordi ladningseffekten fungerer over store afstande (50 nm) sammenlignet med de små afstande (5 Nm) af steriske effekter, er ioniske overfladeaktive stoffer generelt meget bedre til at skabe stabile skum.
  3. modstand mod modning. Den modne modningseffekt betyder, at små bobler krymper og store vokser. Som Ostvald-sektionen viser, styres dette delvist af gassen (CO2 falder hurtigt fra hinanden, luft/N2 er langsommere og C2F6 meget langsommere), men også af hvor god en barriere for gasdiffusion “væggen” af overfladeaktivt middel ved overfladen giver.
  4. modstand mod dræning. Jo mere vand omkring skummet, jo mindre risiko (generelt) for at det bliver beskadiget. Så et skum, der dræner hurtigt, er mere tilbøjelige til at blive beskadiget. Som vi vil se, for at modstå dræning har du brug for høj viskositet og små bobler, selvom den overfladeaktive væg har en vis effekt på dræningsprocessen med stivere vægge, der giver (normalt) langsommere dræning.
  5. modstand mod defekter. Hvis olie eller en hydrofob partikel kan trænge ind i skumvæggen, kan det få væggen (og derfor skummet) til at gå i stykker. Selvom der er plausible og enkle teorier (diskuteret i antiskum) om indrejse, brodannelse og Spredningskoefficienter de viser sig at være af begrænset forudsigelig værdi. Endnu en gang er de nødvendige, men ikke tilstrækkelige. Det centrale spørgsmål er adgangsbarrieren. Når dette er højt, er skummet modstandsdygtigt over for defekter.

disse principper er så nemme, men det er overraskende svært at skabe skum effektivt. Hvorfor? Det centrale spørgsmål er tidsplaner. Hvis et overfladeaktivt middel er vidunderligt elastisk og har et stærkt adskillende tryk og er en god gasbarriere og har en høj indgangsbarriere, kan det (og normalt) ikke danne et skum, fordi det tager for lang tid at nå væske/luftgrænsefladen og danne dets stærke resistente domæne, så skummet allerede er kollapset. På den anden side vil et overfladeaktivt middel, der hurtigt når overfladen for at skabe en tilstrækkelig elasticitet og adskillende tryk, producere store mængder skum – selvom skummet hurtigt kollapser, især i nærvær af olieagtige urenheder, såsom fedt, der vaskes fra ens hænder.

dette fører os til spørgsmålet om dynamiske Overfladespændinger. Det ville være dejligt at give en app, der fuldt ud beskrev kompleksiteten af DST, og som derfor tillod dig at producere en blanding med meget hurtigt fald i ST for at give den hurtigst mulige skummende adfærd. Men min læsning af litteraturen er, at det er hurtigere at måle DST-adfærd ved hjælp af (oftest) en maksimal Bobletryksenhed (som skaber bobler over forskellige tidsskalaer og derfor giver overfladespændingen på hver af disse tidsskalaer) end det er at forsøge at beskrive adfærd via teorier. Især er der store debatter om, hvorvidt DST er begrænset af diffusion, ved barriereindgang og/eller via behovet for at komme ud af en micelle, før de kommer ind i grænsefladen. Min læsning af den fremragende gennemgang af Eastoe1 er, at simpel diffusion dominerer, og at eksistensen af miceller stort set ikke gør nogen forskel, fordi tidsskalaen for et overfladeaktivt molekyle til partition fra micellen er meget hurtig, selvom tidsskalaen for micelledannelse/sammenbrud er meget langsom. Selvfølgelig kan man finde reelle tilfælde af adgangsbarrierer og reelle tilfælde af micelle-begrænset diffusion. Men det er endnu mere kompliceret. En omfattende analyse fra U. Sofia viser, at der er 4 mulige resultater i systemer, der indeholder miceller, hvoraf to ikke kan skelnes (til den afslappede observatør) fra simpel diffusionskinetik, og hvoraf to kan forveksles med barrierekinetik. Endelig er det overraskende vanskeligt at skelne indgangsbarriere og micellære effekter fra virkningerne af små mængder urenheder i de overfladeaktive stoffer, og for den praktiske formulator, der bruger kommercielle, urensede overfladeaktive stoffer, er der lidt håb om at forstå finesserne af DST-kurver. Hjemmemeddelelsen er ” formuler ikke skum uden at måle DST, men brug ikke for meget tid på at teoretisere om, hvorfor du får gode resultater for en bestemt kombination af overfladeaktivt middel.”Jeg kan ikke lide at skrive sådanne råd, da jeg normalt finder ud af, at gode modeller er den bedste måde at undgå mange laboratorieeksperimenter på. Imidlertid indeholder 2020-gennemgangspapiret, der diskuteres nedenfor, en mesterklasse om den relevante teori og konkluderer “teorien hjælper ikke rigtig-bare mål DSTs” .

den barske virkelighed er, at vellykkede skummidler har tendens til at være blandinger med alle de kompleksiteter, de fremkalder. Den allestedsnærværende SLES / CAPB (Sodium Laureth Sulfate/CocoAmidoPropyl betain) blanding sker for at være fremstillet af to fremragende hurtige skum. CAPB alene producerer meget stabilt skum, men er ret dyrt. CAPB er især god til at skabe en høj adgangsbarriere, så den er modstandsdygtig over for olier under dannelsen af skum. SLES alene producerer meget relativt ustabilt skum. En blanding af de to giver en god balance mellem omkostninger, skum og stabilitet. Tilsætning af en lille % laurinsyre eller myristinsyre har imidlertid en dramatisk effekt på skumstabiliteten. Det øger elasticiteten, men bremser også boblevæksten dramatisk, så skummet forbliver lille. Dette har stor indflydelse på vandets evne til at dræne fra skummet – dræningshastigheden går som Diameter2 – og jo tørrere skummet er, desto lettere (alt andet lige) er det at bryde det fra hinanden. Langkædede syrer alene er ubrugelige som skummidler (og som natriumsalte er af beskeden skummende evne som almindelig sæbe, let ødelagt af hårdt vand). Kombinationen af SLES / CAPB / Langkædesyre er en potent blanding til at skabe et skum med små bobler og en lang levetid. Faktisk er en enkel måde at omdanne en håndsæbe til et barberskum at tilføje et par % af den langkædede syre.

men hvad med mit overfladeaktive system?

reglerne for at skabe et godt, stabilt skum (eller faktisk reglerne for at sikre, at et sådant skum ikke oprettes) er enkle og klare. Så hvorfor er det så svært at skabe nye skumformuleringer? Svaret er, at hvis du har den rigtige opsætning til at måle alt det grundlæggende: CMC, Prism, disjoining tryk v filmtykkelse, grænsefladelasticitet og indgangsbarriere, så er det ret ligetil at få det bedste ud af ethvert sæt overfladeaktive stoffer og skumforstærkere, du tilfældigvis vil bruge. Målingerne kan stort set automatiseres, så mange formuleringsblandinger kan screenes hurtigt. Et problem, som nævnt ovenfor, er tidsplaner. De fleste målinger foretages efter relativt lange tider, så det har brug for ekstra tidsafhængige eksperimenter for at se, om de passende dele af en overfladeaktivt middelblanding kommer til overfladen hurtigt nok til at skabe et skum, der derefter stabiliseres, når de langsommere komponenter ankommer til dannelse af et hårdere overfladeaktivt lag. Det andet problem er, at små tilsætninger af co-overfladeaktive stoffer, skumforstærkere osv. kan gøre en stor forskel, så det er nødvendigt at foretage målinger på et stort antal prøver. Et robotlaboratorium, der er oprettet til at udføre masser af screening med høj kapacitet, kan gøre meget af det hårde arbejde, men det meste af brugen har ikke adgang til et sådant laboratorium.

på længere sigt ville en teori, der kunne forudsige grænsefladens opførsel af blandinger af ingredienser, gøre udviklingen af skum meget mere rationel. Men sådan en teori synes at være langt væk.

visningen fra 2020

Jeg skrev denne side i 2014-15 og havde ingen grund til at opdatere den indtil 2020. Til min overraskelse har det, jeg skrev, stået tidstesten. Jeg har ikke ændret nogen af den forrige tekst, bortset fra DST-sætningen, der henviser læseren til her. Men en mesterlig anmeldelse2, støttet af en seriøs mængde eksperiment og teori, giver os mulighed for at være lidt mere specifikke. Igen er det holdet i Sofia, ledet af Prof Tcholakova, der har afklaret situationen med fem nøglepunkter.

  1. selvom både ikke-ionik og ionik kan producere fremragende skumdannelse, skal ikke – ionikerne være over 95% af den fulde overfladedækning af grænsefladen (med en Gibbs-elasticitet over 150 mN/m), før de skummer godt-det er en slags alt eller intet. Ionics kan begynde at producere troværdigt skum ved 30% af deres overfladedækning (selv med Gibbs elasticitet på kun 50 mN/m), med A med en jævn stigning i produktionen, når du går til 100%. Årsagen er klar: sterisk stabilisering af skumgrænsefladen fungerer godt, men kun når der er næsten fuld dækning; grænsefladen kan let gå i stykker, hvis der endda er et 5% hul i dækningen. Charge stabiliseret ionik er meget mere tilgivende.
  2. den hastighed, hvormed overfladeaktive stoffer genererer overfladedækningen, er kritisk. Dybest set, hvis de kommer til grænsefladen i et par 10 ‘ ere af ms, får du nemt masser af godt skum. Denne hastighed afhænger af koncentration, CMC, overflademobilitet, saltkoncentratioin på ingen måde, der let kan ekstraheres med 2020 ‘ s teori/eksperiment (for nogle antydninger af kompleksiteten, se DST-Choice, og læs mesterklassen om teorien i papiret, som konkluderer, at det ikke er meget hjælp). Dette er trist på en måde, men befriende på en anden. Bare måle den dynamiske overfladespænding på en 10ms tidsskala og justere formuleringen, indtil du finder en stor reduktion i overfladespænding. På et typisk maksimalt Bobletryk Tensiometer måles denne 10ms tidsskala til ~300ms (der er en fast faktor for en given MBPT-enhed), fordi den reelle alder af en 300ms boble (den udvides hele tiden) kun er 10ms. traditionen fra Sofia-skolen er at kalde den målte tid (f.eks. 300ms) tage og den videnskabelige tid (f. eks. 10ms) tu for universal.
  3. skummet på kortere tidsskalaer (i dette papir 10 ryster af deres målecylinder) er ikke nødvendigvis en pålidelig guide til skumningen efter længere tidsskalaer (100 ryster). De hurtigere virkende overfladeaktive stoffer giver ikke overraskende mere skum på korte tidsskalaer, men de langsommere kan indhente. Som diskuteret i det næste punkt har skummet tendens til at være selvbegrænsende, så en indledende fordel fører ikke nødvendigvis til en langsigtet fordel. For applikationer som personlig pleje er hurtig skumdannelse naturligvis et krav, så denne forskel i ydeevne er vigtig. Pointen er, at man skal være forsigtig med at skelne mellem forskellige typer begrænsende faktorer.
  4. dette er kun antydet i papiret, men er knyttet til andet Sofia-arbejde med flere offentliggjorte resultater lovet. Mængden og stabiliteten af skum bliver begrænset af sin egen produktionsmetode. For at gøre mere skum har du generelt brug for masser af mindre bobler. Disse er skabt af de kræfter, der er i stand til at fange luft og klemme eller skære bobler, så de bliver mindre. Da skummet bliver rigere med mindre bobler, bliver det mere viskøst (afhængigt af 1/Radius, se Skumreologi), så på et tidspunkt er kræfterne ikke store nok til at deformere boblerne til noget mindre. Effekten afhænger noget af grænsefladens stivhed og derfor på det overfladeaktive middel, men det domineres for det meste af evnen til at skabe det fine skum i første omgang, dvs.grænsefladestabiliteten og hastigheden for at nå det. Dette er grunden til, at masser af overfladeaktive stoffer kan producere lignende mængder skum, så længe de er til stede i tilstrækkelig koncentration til at opfylde de to foregående krav. Når jeg ser tilbage på masser af andre skumpapirer, ser jeg, at der er masser af forvirring af årsag og virkning, fordi ligesom ikke blev sammenlignet med lignende. Og fordi der (med rette) er et separat fokus på skumstabiliteten, som vi har de andre apps på dette sted.
  5. holdet brugte bevidst” som det er ” overfladeaktive stoffer, fordi deres urenheder viser sig ret interessant i dataene. Målinger af % overfladedækning kommer naturligvis fra ADSORPTIONSISOTERMER CMC og Larss, og disse viser ofte mærkelig opførsel på grund af lave niveauer af andre komponenter. Dette generer os generelt ikke, overfladeaktive stoffer er, hvad de er, men de komplicerer bestemt akademiske analyser, når det er nødvendigt at vide, for eksempel om du har 50% eller 60% af overfladedækningen.

Skummeteknikker

jeg havde generelt været meget opmærksom på de forskellige skummeteknikker, men bemærkningen i det foregående afsnit om, at skum er selvbegrænsende, fik mig til at indse, at jeg har stødt på en hel del forskellige metoder.

  1. Rystecylinder. 10 ml opløsning i en 130 ml målecylinder, og sving den, og kontroller skumvolumenet efter et givet antal rystelser. Hvis du får 90% fanget luft, er du på 100 ml, så find ud af om du har 91, 92 … bliver vanskelig i en 130 ml cylinder. Mit indtryk er, at denne slags skum er relativt groft, men jeg kan være forkert
  2. Ross-Miles. Læg en testopløsning i bunden af en høj cylinder. Tilføj nu dråbevis mere af løsningen fra toppen. Dråberne, der smadrer ind i væsken nedenfor, producerer et skum. Mål lydstyrken i slutningen af tilsætningen, derefter for stabilitet, lydstyrken efter et par minutter. Utroligt nok er dette en industristandardtest.
  3. Blender. Bare få en stor blender og læg nok væske til at dække knivene. Sus væk og mål lydstyrken ved at hælde indholdet i en målecylinder. Det faktum, at dette kan gøres, tyder på, at skummet er ret groft, fordi et fint skum ville være svært at hælde..
  4. Planetblander. Tag din kok eller tilsvarende med en trådpisk og se hvad der sker, når pisken drejer på sin akse, mens du bevæger dig rundt på den anden akse. Et papir fra Sofia-gruppen viser en klar selvbegrænsende effekt, når skummet bliver tykt nok til at klemme overfladebølgerne, der oprindeligt fangede luften, så dette synes godt til test for evnen til at skabe finere skum.
  5. Sparging kolonne. Blæs luft gennem en frit i bunden af en søjle, der indeholder din skummende opløsning. Du får en ide om skumbarheden og stabiliteten fra skumets stabile højde, og/eller du kan måle vægten af skum, der kommer over toppen i en given tid. Flere detaljer er tilgængelige på siden Skumfraktionering.
  6. mikro-skum test. Jeg var engang nødt til at måle skumbarhed ved hjælp af mg overfladeaktivt middel og opløsning af opløsning. Dette var bemærkelsesværdigt let at gøre med en jævn strøm af luft, der blæste gennem en meget fin sprøjtenål ind i opløsningerne i mikrotiterplader. Det er en meget god high throughput teknik (hvilket er grunden til vi udviklede det) til at skelne lav, medium og høj foamers og kort, mellemlang og lang levetid skum. Det er råt, men utroligt effektivt.
  7. trykluftskum. Bland din overfladeaktive opløsning med noget højtryksluft, lad det rejse ned ad et rør, ekspandere, når det går, og spræng ud på, siger, et olieopbevaringsfartøj i flammer. Jeg skrev engang en app til et brandbekæmpelsesprojekt, der krævede teorien om et sådant skum og havde brug for nogle målinger for at parameterisere teorien. Desværre mislykkedes de levende eksperimenter på en testrig i fuld størrelse, fordi riggen brændte ned under en af testene…
  8. Aerosolskum. Dette er en variant af den foregående, i mindre skala. Drivmidlet i en dåse (typisk en carbonhydridgasblanding) blandes smukt i den overfladeaktive blanding, så der skabes en masse fine bobler, når den pludselig udvides. Et typisk eksempel er et barberskum, der skal være fint for at have den høje viskositet og udbyttestress for at forblive i ansigtet.
  9. hånd gnidning. Jeg ved, at skumdannelse ikke har nogen betydning med hensyn til vask – trangen til det er psykologisk, ikke fysik. Så jeg havde aldrig gidet at se, hvor meget skum man kunne skabe med fantasifulde hånd gnidning. Det er ret meget, men efter min mening ikke værd at gøre.
  10. barbering børste. Jeg havde aldrig forstået barberbørster. De producerede ikke en interessant mængde skum og syntes bare en kompliceret måde at sprede sæbe over mit ansigt. Men så havde jeg aldrig gidet at lære at gøre det. Hvis du pisker væk på en klat våd sæbe på ens hånd, synes der ikke meget at ske. Det skyldes, at alt skummet er i børsten. Bare klem børsten på nogen måde, og ud kommer en masse meget fint, stabilt skum, perfekt til placering på ansigtet. Jeg var meget imponeret.
  11. skummende net. Tag et par cm af et fint net og gnid det hårdt mellem dine hænder med den våde sæbe. Som med barberbørsten sker der ikke meget, hvis du ikke ved, hvad du prøver at gøre – jeg var nødt til at gå til YouTube for at finde ud af det. Hvis du trækker nettet mellem fingrene, opstår der en stor mængde skum. Gentag dette et par gange, og du får en fantastisk mængde fint, stabilt skum. Det fine net er klart godt til at opdele større bobler i mindre. Hvorfor nogen generer at bruge deres tid på at skabe denne masse skumbobler er ikke et spørgsmål, jeg er kvalificeret til at besvare.
  12. målinger af nøgleparametre.
    • naturligvis skumhøjde, hvor det er relevant, og forholdet mellem den samlede højde og mængden af væske i bunden af beholderen, og hvordan dette ændrer sig over tid.
    • en konduktivitetsmåler på tværs af et kendt hul, kalibreret med ledningsevnen af det vand, der anvendes i eksperimentet, giver dig en god ide om volumenfraktionen af luft.
    • sæt et stort prisme i kontakt med skummet og PAR lys ind og ud af det. En video viser en stærk kontrast mellem kontakt med vand (hvid) og luft (sort), og det er derefter let at bruge billedanalyse til at måle skummet. Eksperimenter har vist, at prisme har en overraskende lille forstyrrelse på selve skummet, så målingerne er relevante. Det er utroligt svært at få god billedanalyse fra billeder af frit skum, fordi der sjældent er pålidelig god kontrast mellem vægge og resten.

Olieskum

det synes indlysende, at du ikke kan lave skum i olier. Overfladespændingerne af olier er lave, og et overfladeaktivt middel kan ikke gøre meget forskel, og derfor kan den afgørende elasticitetsstabiliserende effekt ikke komme i drift. Dette gælder generelt for enkle kulbrinteolier. For at producere skum i disse skal du bruge smarte partikelformede tricks såsom lyotrope faser af specifikke overfladeaktive stoffer (såsom mono-Myristylglycerat) eller hydrofobiserede silicas (slå op Binks i Google Scholar). Men den virkelige olieindustri har massive problemer med skum, og kunsten/videnskaben om at finde skumdæmpere til hver specifik råolie er en stor udfordring. Hvorfor skummer mange råolier?

den klareste videnskabelige beskrivelse af dette kommer fra arbejde af Callaghan og kolleger på BP3. De ekstraherede omhyggeligt alle de sure komponenter fra en lang række olier (disse repræsenterede typisk kun 0,02 vægtprocent) og fandt ud af, at olien viste (a) ingen elasticitet og (b) ingen skumdannelse. Hvis de tilføjede ekstrakterne tilbage til No-foam-olien, vendte både elasticitet og skumdannelse tilbage. Syrerne var temmelig simple lange (ish)-kæde alkansyre såsom dodecanoic. Selvom dette papir ikke registrerede overfladespændingerne i råmaterialet, viser andre papirer typiske værdier i de lave 30mn/m, men som kan reduceres til midten af 20 ‘ erne ved tilsætninger af enkle overfladeaktive stoffer eller skumdæmpere. Dette er ikke et stort fald, og derfor kan elasticitetseffekterne ikke være store. I råolier kan trykket imidlertid være meget højt, så Boblingen kan være meget voldsom, når råolie når atmosfærisk tryk, så det behøver ikke en meget stærk overfladeaktiv effekt for at forårsage massiv skumdannelse.

når man går tilbage til den anden type skumstabilisering, kompliceres råolie normalt af tilstedeværelsen af asfaltener, der let kan krystallisere/klynge ved luft / olie-grænsefladen og tilvejebringe skumdannelse på den måde. Og som vi vil se, er skumstabiliteten stærkt forbedret af høj viskositet, som mange olier let kan levere. Men intet er simpelt: asfaltener har vist sig at være meget beskedne overfladeaktive stoffer, der kan producere skumdannelse i toluen, hvor de er (pr.

brandbekæmpelse skum

Dette er et stort emne. Det eneste punkt, der rejses her, er, at for olie / bensinbrande bør det overfladeaktive middel ikke være godt til emulgering af olien med vandet i skummet. Standardteorien siger derfor, at systemet har brug for en stor “Spredningskoefficient” (se afsnittet Antifoam), som i praksis kun kan opnås med fluorosurfaktanter. Sådanne skum er forbavsende gode til at blive jettet gennem enorme flammer for at lande pænt på overfladen af den brændende væske (som til mange overraskelse er “kun” ved kogepunktet – ikke en superhøj temperatur) og slukke ilden. For virkelig robuste skum er det en god ide at tilføje et proteinoverfladeaktivt middel-normalt som en del af en hurtig/langsom blanding af et normalt hurtigt overfladeaktivt middel for at få skummet i gang og det langsomme protein, der når grænsefladen efter en tid og gør det hele bemærkelsesværdigt solidt. Alternativt kan nogle polymerer med høj vægt udføre denne funktion for at skabe et ar-AFFF Alkoholresistent vandigt filmdannende skum, hvilket betyder et, der ikke kun fungerer på ikke-polære brande, men også på polære brande, for hvilke et konventionelt skum kan være for kompatibelt med væsken.

men med flytningen væk fra fluorosurfactants (tilsyneladende uundgåelig, berettiget eller ej) er min opfattelse, at det er nødvendigt at fokusere på at skabe det, jeg kalder LRLP skum, lav Radius og lav permeabilitet, skabt med standard overfladeaktive stoffer. Hvis du udforsker skumreologi, dræning, modning af Ostvald, vil du se, at skum med lille radius er stivere og hårdere. Så du kan få skum levetid via mindre bobler. Og med tricks som at tilføje myristinsyre kan du lave en skum lav permeabilitet ved at gøre grænsefladen stivere. Dette hjælper med at reducere den hastighed, hvormed varme dampe kan bevæge sig gennem skummet, hvilket reducerer risikoen for, at de antændes igen.

1j. Eastoe, J. S. Dalton, dynamisk overfladespænding og adsorptionsmekanismer for overfladeaktive stoffer ved luft/vandgrænsefladen, fremskridt inden for kolloid-og Grænsefladevidenskab, 85, 2000, 103-144

2B. Petkova, S. Tcholakova, M. Chenkova, K. Golemanov, N. Denkov, D. Thorley, S. Stoyanov, skummbarhed af vandige opløsninger: Rolle af overfladeaktivt stof type og koncentration, fremskridt inden for kolloid-og Grænsefladevidenskab 276 (2020) 102084

3IC Callaghan, et al, identifikation af Råoliekomponenter, der er ansvarlige for skumdannelse, SPE Journal, 25, 1985, 171-175

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.