Fare schiuma / Tensioattivi pratici Scienza / Prof Steven Abbott

Fare schiuma

E ‘banalmente facile fare una schiuma – basta mescolare aria e liquido con un po’ di energia e bolle si formeranno. Se queste bolle raggiungono la superficie con una frazione liquida ε nell’intervallo 0,1-0,2, allora sono un kugelschaum (“kugel “significa” sfera “e” schaum ” significa schiuma). Queste schiume non sono realmente considerati in queste applicazioni. Quando ε < 0.1 poi abbiamo un polyederschaum (poliedro), la schiuma classica che è la preoccupazione centrale delle schiume pratiche. Sebbene sia facile creare una schiuma, nella maggior parte dei casi è totalmente instabile. Quindi la questione di fare schiuma non è tanto su come renderli (che è banale) ma su come renderli stabili (che non lo è). Nella sezione antischiuma discuteremo la domanda ancora più difficile su come rendere instabile una schiuma stabile.

Come notato in Basics, l’energia necessaria per creare una schiuma è inversamente proporzionale alla tensione superficiale, γ. La bassa tensione superficiale aiuta certamente, ma se γ cambia da 40 (un tensioattivo “cattivo”) a 20mN/m (un tensioattivo “molto buono”) ha solo dimezzato l’energia necessaria, il che non è poi così significativo. Considera il γ basso come necessario (dopo tutto, l’acqua pura non può formare una schiuma) ma non sufficiente. Quindi quali cose sono richieste?

1. Elasticità. La prima ragione per cui i tensioattivi aiutano a creare schiume è che la superficie diventa elastica. Ciò significa che le bolle possono sopportare di essere urtate, schiacciate e deformate. Una superficie d’acqua pura non ha tale elasticità e le bolle si rompono rapidamente. Ciò significa anche che i sistemi che producono più elasticità (vedi la sezione Elasticità) produrranno, a parità di altre condizioni, schiume più stabili. Come discusso nella sezione Reologia, in generale una parete che è sia rigida che elastica fornisce una schiuma con una maggiore capacità di resistere a una forza di spinta e quindi una maggiore tensione di snervamento. Le bolle più piccole danno anche una maggiore tensione di snervamento
2. Pressione di disgiunzione. La seconda ragione per cui i tensioattivi aiutano a creare schiuma è che il liquido nelle pareti di schiuma viene naturalmente aspirato dalle pareti nei bordi. Questo non ha nulla a che fare con il drenaggio (come spiegato nel Drenaggio, le pareti contengono una frazione irrilevante del liquido), è solo semplice capillarità. La pressione capillare continuerà a tirare fuori il liquido a meno che una contropressione (“pressione disgiunta”) non agisca contro di essa. Questo può essere prodotto da cariche sul tensioattivo su entrambi i lati della parete e / o da interazioni steriche tra catene di tensioattivi. Questi effetti sono discussi in DLVO, ma poiché l’effetto di carica funziona su grandi distanze (50nm) rispetto alle piccole distanze (5nm) degli effetti sterici, in generale i tensioattivi ionici sono molto più bravi a creare schiume stabili.
3. Resistenza alla maturazione. L’effetto di maturazione di Ostwald significa che le piccole bolle si restringono e quelle grandi crescono. Come mostra la sezione di Ostwald, questo è in parte controllato dal gas (CO2 cade rapidamente, aria/N2 è più lento e C2F6 molto più lento) ma anche da quanto sia buona una barriera alla diffusione del gas la “parete” del tensioattivo in superficie fornisce.
4. Resistenza al drenaggio. Più acqua intorno alla schiuma minore è il rischio (in generale) di danneggiarsi. Quindi una schiuma che drena rapidamente ha maggiori probabilità di danneggiarsi. Come vedremo, per resistere al drenaggio hai bisogno di alta viscosità e piccole bolle, anche se la parete del tensioattivo ha qualche effetto sul processo di drenaggio con pareti più rigide che danno (di solito) un drenaggio più lento.
5. Resistenza ai difetti. Se l’olio o una particella idrofoba possono penetrare nella parete della schiuma può causare la rottura della parete (e quindi della schiuma). Sebbene ci siano teorie plausibili e semplici (discusse in antischiuma) di ingresso, Bridging e coefficienti di diffusione, risultano avere un valore predittivo limitato. Ancora una volta sono necessari ma non sufficienti. La questione chiave è la barriera di ingresso. Quando questo è alto la schiuma è resistente ai difetti.

Questi principi sono così facili, ma creare schiume in modo efficiente è sorprendentemente difficile. Perché? La questione chiave sono i tempi. Se un tensioattivo è meravigliosamente elastico e ha una forte pressione di disgiunzione ed è una buona barriera ai gas e ha un’alta barriera di ingresso, potrebbe (e di solito lo fa) non riuscire a formare una schiuma perché ci vuole troppo tempo per raggiungere l’interfaccia liquido/aria e formare il suo forte dominio resistente, quindi la schiuma è già crollata. D’altra parte, un tensioattivo che raggiunge rapidamente la superficie per creare un’adeguata elasticità e pressione disgiungente produrrà grandi volumi di schiuma – anche se la schiuma collasserà rapidamente, specialmente in presenza di impurità oleose come il grasso che viene lavato dalle mani.

Questo ci porta al problema delle tensioni superficiali dinamiche. Sarebbe meraviglioso fornire un’app che descrivesse completamente le complessità dell’ora legale e che quindi permettesse di produrre una miscela con una diminuzione molto rapida di ST per dare il comportamento di schiumatura più veloce possibile. Ma la mia lettura della letteratura è che è più veloce misurare il comportamento dell’ora legale usando (di solito) un dispositivo di pressione massima della bolla (che crea bolle su diverse scale temporali e quindi fornisce la tensione superficiale in ciascuna di queste scale temporali) piuttosto che tentare di descrivere il comportamento tramite teorie. In particolare, ci sono grandi dibattiti sul fatto che l’ora legale sia limitata dalla diffusione, dall’ingresso di barriere e/o dalla necessità di uscire da una micella prima di entrare nell’interfaccia. La mia lettura dell’eccellente recensione di Eastoe1 è che la semplice diffusione domina e che l’esistenza delle micelle non fa in gran parte alcuna differenza perché la scala temporale per una molecola di tensioattivo per separarsi dalla micella è molto veloce anche se la scala temporale per la formazione/collasso della micella è molto lenta. Naturalmente si possono trovare casi reali di barriere all’ingresso e casi reali di diffusione limitata di micelle. Ma è ancora più complicato. Un “ampia analisi da U. Sofia mostra che ci sono 4 possibili risultati in sistemi contenenti micelle, due dei quali sono indistinguibili (per l” osservatore casuale) dalla cinetica di diffusione semplice e due dei quali potrebbero essere confusi con cinetica barriera. Infine, distinguere gli effetti di barriera d’ingresso e micellari dagli effetti di piccole quantità di impurità nei tensioattivi è sorprendentemente difficile e per il formulatore pratico che utilizza tensioattivi commerciali e non purificati ci sono poche speranze di comprendere le sottigliezze delle curve dell’ora legale. Il messaggio da portare a casa è “Non formulare schiume senza misurare l’ora legale, ma non spendere troppo tempo a teorizzare sul perché si ottengono ottimi risultati per alcune specifiche combinazioni di tensioattivi.”Non mi piace scrivere consigli come di solito trovo che i buoni modelli siano il modo migliore per evitare molti esperimenti di laboratorio. Tuttavia, il documento di revisione 2020, discusso di seguito, contiene una master-class sulla teoria pertinente e conclude “La teoria non aiuta davvero – basta misurare i DST” .

La dura realtà è che gli agenti schiumogeni di successo tendono ad essere miscele, con tutte le complessità che inducono. L’onnipresente miscela SLES / CAPB (Sodium Laureth Sulfate / CocoAmidoPropyl Betaine) è costituita da due eccellenti schiumatori veloci. Il CAPB da solo produce molta schiuma stabile, ma è piuttosto costoso. CAPB è particolarmente bravo a creare una barriera di ingresso elevata, quindi è resistente agli oli durante la creazione di schiuma. SLES da solo produce molta schiuma relativamente instabile. Un mix dei due fornisce un buon equilibrio tra costo, schiuma e stabilità. Tuttavia, l’aggiunta di una piccola % di acido laurico o miristico ha un effetto drammatico sulla stabilità della schiuma. Aumenta l’elasticità ma rallenta anche la crescita delle bolle (maturazione di Ostwald) in modo drammatico, quindi la schiuma rimane piccola. Questo ha un grande impatto sulla capacità dell’acqua di defluire dalla schiuma – la velocità di drenaggio va come Diameter2 – e più secca è la schiuma più facile (a parità di altre condizioni) è romperla. Gli acidi a catena lunga da soli sono inutili come agenti schiumogeni (e come sali di sodio sono di modesta capacità schiumogena come sapone comune, facilmente distrutto dall’acqua dura). La combinazione di SLES / CAPB / Long-chainAcid è un potente mix per creare una schiuma con piccole bolle e una lunga durata. In effetti, un modo semplice per trasformare un sapone per le mani in una schiuma da barba è aggiungere un po ‘ di acido a catena lunga.

Ma per quanto riguarda il mio sistema tensioattivo?

Le regole per creare una schiuma buona e stabile (o, in effetti, le regole per assicurarsi che tale schiuma non venga creata) sono semplici e chiare. Allora, perché è così difficile creare nuove formulazioni di schiuma? La risposta è che se hai il giusto set-up per misurare tutte le basi: CMC, Γm, pressione di disgiunzione v spessore del film, elasticità interfacciale e barriera di ingresso, quindi è piuttosto semplice sfruttare al meglio qualsiasi set di tensioattivi e booster di schiuma che si desidera utilizzare. Le misure possono in gran parte essere automatizzate in modo da lotti delle miscele di formulazione possono essere schermati rapidamente. Un problema, come accennato in precedenza, sono le scadenze. La maggior parte delle misurazioni vengono effettuate dopo tempi relativamente lunghi, quindi sono necessari ulteriori esperimenti dipendenti dal tempo per vedere se le parti appropriate di una miscela di tensioattivi raggiungeranno la superficie abbastanza velocemente da creare una schiuma che poi si stabilizzerà man mano che i componenti più lenti arrivano a formare uno strato di tensioattivo più duro. L’altro problema è che piccole aggiunte di co-tensioattivi, booster di schiuma ecc. può fare una grande differenza, quindi è necessario effettuare misurazioni su un gran numero di campioni. Un laboratorio robotico impostato per fare un sacco di screening ad alta produttività può fare un sacco di duro lavoro, ma la maggior parte di utilizzo non hanno accesso a tale laboratorio.

A più lungo termine, una teoria che potrebbe prevedere il comportamento interfacciale delle miscele di ingredienti renderebbe lo sviluppo della schiuma molto più razionale. Ma una tale teoria sembra essere molto lontana.

La vista dal 2020

Ho scritto questa pagina nel 2014-15 e non avevo motivo di aggiornarla fino al 2020. Con mia sorpresa, quello che ho scritto ha superato la prova del tempo. Non ho cambiato nessuno del testo precedente, a parte la frase DST che fa riferimento al lettore qui. Ma una recensione magistrale2, sostenuta da una serie di esperimenti e teorie, ci consente di essere un po ‘ più specifici. Ancora una volta è il team di Sofia, guidato dal prof Tcholakova, che ha chiarito la situazione con cinque punti chiave.

1. Sebbene sia la non-ionica che la ionica possano produrre un’eccellente schiumatura, la non-ionica deve essere superiore al 95% della copertura totale della superficie dell’interfaccia (con un’elasticità di Gibbs superiore a 150 mN / m) prima che si schiumino bene – è una sorta di tutto o niente. Ionics può iniziare a produrre schiuma credibile al 30% della loro copertura superficiale (anche con un’elasticità di Gibbs di soli 50 mN/m), con un costante aumento della produzione al 100%. Il motivo è chiaro: la stabilizzazione sterica dell’interfaccia foam funziona bene, ma solo quando c’è una copertura quasi completa; l’interfaccia può rompersi facilmente se c’è anche un divario del 5% nella copertura. Carica stabilizzata ionica sono molto più indulgente.
2. La velocità con cui i tensioattivi generano la copertura superficiale è fondamentale. Fondamentalmente, se arrivano all’interfaccia in pochi 10 secondi di ms, otterrai facilmente molta buona schiuma. Questa velocità dipende dalla concentrazione, dalla CMC, dalla mobilità superficiale, dalla concentrazione di sale in nessun modo facilmente estraibile con la teoria/esperimento del 2020 (per alcuni suggerimenti sulla complessità, vedere DST-Choice e leggere la master class sulla teoria all’interno del documento, che conclude che non è di grande aiuto). Questo è triste in un modo, ma liberatorio in un altro. Basta misurare la tensione superficiale dinamica in una scala temporale di 10 ms e modificare la formulazione fino a trovare una grande riduzione della tensione superficiale. Su un tipico tensiometro di pressione massima della bolla questa scala temporale di 10 ms viene misurata a ~300 ms (c’è un fattore fisso per un dato dispositivo MBPT) perché l’età reale di una bolla di 300 ms (si sta espandendo continuamente) è solo 10 ms. La tradizione della scuola di Sofia è quella di chiamare il tempo misurato (ad esempio 300 ms) tage e il tempo scientifico (ad esempio 10 ms) tu per universal.
3. La schiuma a tempi più brevi (in questo documento, 10 scosse del loro cilindro graduato) non è necessariamente una guida affidabile per la schiuma dopo tempi più lunghi (100 scosse). I tensioattivi ad azione più rapida, non sorprendentemente, danno più schiuma a tempi brevi, ma quelli più lenti possono recuperare. Come discusso nel prossimo punto, le schiume tendono ad essere autolimitanti, quindi un vantaggio iniziale non porta necessariamente a un vantaggio a lungo termine. Naturalmente, per applicazioni come la cura personale, la schiumatura veloce è un requisito, quindi questa differenza di prestazioni è importante. Il punto è che bisogna stare attenti a distinguere diversi tipi di fattori limitanti.
4. Questo è solo accennato nel documento, ma è collegato ad altri lavori di Sofia, con risultati più pubblicati promessi. La quantità e la stabilità della schiuma viene limitata dal proprio metodo di produzione. Per fare più schiuma è generalmente necessario un sacco di bolle più piccole. Questi sono creati da qualunque forze sono in grado di intrappolare l’aria e squash, o taglio bolle in modo da ottenere più piccolo. Man mano che la schiuma diventa più ricca con bolle più piccole, diventa più viscosa (a seconda di 1/Raggio, vedi Reologia della schiuma), quindi ad un certo punto le forze non sono abbastanza grandi da deformare le bolle in qualcosa di più piccolo. L’effetto dipende in qualche modo dalla rigidità dell’interfaccia e, quindi, dal tensioattivo, ma è principalmente dominato dalla capacità di creare la schiuma fine in primo luogo, cioè la stabilità interfacciale e la velocità di raggiungerla. Questo è il motivo per cui molti tensioattivi possono produrre quantità simili di schiuma purché siano presenti a concentrazione sufficiente per soddisfare i due requisiti precedenti. Guardando indietro a un sacco di altre carte di schiuma vedo che c’è molta confusione di causa ed effetto perché come non veniva paragonato a come. E perché c’è (giustamente) un focus separato sulla stabilità della schiuma, per la quale abbiamo le altre app su questo sito.
5. Il team ha deliberatamente usato tensioattivi “così come sono” perché le loro impurità appaiono piuttosto interessanti nei dati. Le misurazioni della copertura superficiale % provengono, ovviamente, dalle isoterme di adsorbimento CMC e Γ e queste spesso mostrano un comportamento strano a causa dei bassi livelli di altri componenti. Questo generalmente non ci preoccupa, i tensioattivi sono quello che sono, ma certamente complicano le analisi accademiche quando è necessario sapere, ad esempio, se si ha il 50% o il 60% della copertura superficiale.

Tecniche di schiumatura

Avevo generalmente prestato poca attenzione alle diverse tecniche di schiumatura, ma l’osservazione nella sezione precedente sulle schiume autolimitanti mi ha fatto capire che mi sono imbattuto in alcuni metodi diversi.

1. Scuotendo cilindro. Mettere, diciamo, 10 ml di soluzione in un cilindro graduato da 130 ml e oscillarlo, controllando il volume di schiuma dopo un dato numero di frullati. Se ottieni il 90% di aria intrappolata, sei a 100ml, quindi trova se hai 91, 92 … diventa difficile in un cilindro da 130 ml. La mia impressione è che questo tipo di schiuma sia relativamente grossolana, ma potrei sbagliarmi
2. Ross-Miles. Mettere qualche soluzione di prova nella parte inferiore di un cilindro alto. Ora a goccia aggiungere più della soluzione dall’alto. Le gocce che si infrangono nel liquido sottostante producono una schiuma. Misurare il volume alla fine dell’aggiunta, quindi, per stabilità, il volume dopo alcuni minuti. Sorprendentemente, questo è un test standard del settore.
3. Frullatore. Basta avere un grande frullatore e mettere abbastanza liquido per coprire le lame. Sfrecciare via e misurare il volume versando il contenuto in un cilindro graduato. Il fatto che ciò possa essere fatto suggerisce che la schiuma è piuttosto grossolana, perché una schiuma fine sarebbe difficile da versare..
4. Miscelatore planetario. Prendi Kenwood Chef o equivalente con una frusta a filo e guarda cosa succede mentre la frusta gira sul suo asse mentre si muove sull’altro asse. Un documento del gruppo Sofia mostra un chiaro effetto autolimitante una volta che la schiuma diventa abbastanza spessa da schiacciare le onde superficiali che inizialmente intrappolavano l’aria, quindi questo sembra buono per testare la capacità di creare schiume più fini.
5. Colonna sparging. Soffiare aria attraverso una fritta nella parte inferiore di una colonna contenente la soluzione schiumogena. Hai un’idea della schiumabilità e della stabilità dall’altezza stabile della schiuma e/o puoi misurare il peso della schiuma che arriva sopra le righe in un dato momento. Maggiori dettagli sono disponibili nella pagina di frazionamento della schiuma.
6. Prova della Micro-schiuma. Una volta ho dovuto misurare la schiumabilità usando mg di tensioattivo e µl di soluzione. Questo è stato straordinariamente facile da fare con un flusso costante di aria che soffia attraverso un ago molto sottile della siringa nelle soluzioni in piastre di micro-titolo. È un’ottima tecnica ad alta produttività (per questo l’abbiamo sviluppata) per distinguere schiume basse, medie e alte e schiume a breve, media e lunga durata. È grezzo ma incredibilmente efficace.
7. Schiuma ad aria compressa. Mescoli la vostra soluzione del tensioattivo con un certo aria ad alta pressione, lasciala viaggiare giù un tubo, espandentesi mentre va ed irrompe su, per esempio, un recipiente di stoccaggio dell’olio in fiamme. Una volta ho scritto un’app per un progetto antincendio che richiedeva la teoria di una tale schiuma e aveva bisogno di alcune misurazioni per parametrizzare la teoria. Sfortunatamente gli esperimenti dal vivo su un banco di prova a grandezza naturale fallirono perché il banco di prova bruciò durante uno dei test…
8. Schiume aerosol. Questa è una variante del precedente, su scala più piccola. Il propellente in una lattina (tipicamente una miscela di gas idrocarburico) è ben miscelato nella miscela di tensioattivo in modo da creare una massa di bolle fini quando si espande improvvisamente. Un esempio tipico è una schiuma da barba che deve essere fine per avere l’alta viscosità e lo stress di snervamento per rimanere sul viso.
9. Sfregamento della mano. So che la schiuma non ha alcun significato in termini di lavaggio – la brama è psicologica, non fisica. Quindi non mi ero mai preoccupato di vedere quanta schiuma si potrebbe creare con lo sfregamento delle mani fantasioso. E ‘un bel po’, ma a mio avviso non vale la pena.
10. Pennello da barba. Non avevo mai capito i pennelli da barba. Non hanno prodotto una quantità interessante di schiuma e sembrava solo un modo complicato di diffondere sapone sul mio viso. Ma poi non mi ero mai preso la briga di imparare a farlo. Se sbatti via su una macchia di sapone bagnato sulla mano, non sembra accadere molto. Questo perché tutta la schiuma è nel pennello. Basta spremere il pennello in qualsiasi modo, e ne esce una massa di schiuma molto fine e stabile, perfetta per l’immissione sul viso. Sono rimasto molto colpito.
11. Rete di schiumatura. Prendi qualche cm di rete fine e strofinala forte tra le mani con il sapone bagnato. Come con il pennello da barba, non succede molto se non sai cosa stai cercando di fare – ho dovuto andare su YouTube per scoprirlo. Se tiri la rete tra le dita, emerge una grande quantità di schiuma. Ripetere questo un paio di volte e si ottiene una quantità impressionante di fine, schiuma stabile. La rete fine è chiaramente brava a rompere le bolle più grandi in quelle più piccole. Perché qualcuno si preoccupa di trascorrere il loro tempo a creare questa massa di bolle di schiuma non è una domanda che sono qualificato a rispondere.
12. Misure dei parametri chiave.
    • Ovviamente schiuma altezza, se del caso, e il rapporto tra l’altezza totale per la quantità di liquido nel fondo del contenitore, e come questo cambia nel tempo.
    • Un misuratore di conducibilità attraverso un gap noto, calibrato con la conducibilità dell’acqua utilizzata nell’esperimento, ti dà una buona idea della frazione di volume dell’aria.
    • Mettere un grande prisma in contatto con la schiuma e coppia luce dentro e fuori di esso. Un video mostra un forte contrasto tra il contatto con acqua (bianco) e aria (nero) ed è quindi facile da usare l’analisi delle immagini per misurare la schiuma. Gli esperimenti hanno dimostrato che il prisma ha una perturbazione sorprendentemente piccola sulla schiuma stessa, quindi le misurazioni sono rilevanti. È incredibilmente difficile ottenere una buona analisi delle immagini da immagini di schiuma libera perché raramente c’è un buon contrasto affidabile tra le pareti e il resto.

Schiume oleose

Sembra ovvio che non si possano fare schiume negli oli. Le tensioni superficiali degli oli sono basse e un tensioattivo non può fare molta differenza e quindi l’effetto stabilizzante elasticità cruciale non può entrare in funzione. Questo è generalmente vero per gli oli idrocarburici semplici. Per produrre schiume in questi è necessario utilizzare trucchi intelligenti particolato come fasi liotropiche di tensioattivi specifici (come mono-miristilglicerato) o silici idrofobizzati (cercare Binks in Google Scholar). Ma la vera industria petrolifera ha enormi problemi con le schiume e l’arte/scienza di trovare antischiuma per ogni specifico petrolio greggio è una sfida importante. Perché molti oli grezzi schiumano?

La descrizione scientifica più chiara di questo viene dal lavoro di Callaghan e colleghi di BP3. Hanno accuratamente estratto tutti i componenti acidi da una vasta gamma di oli (questi in genere rappresentavano solo lo 0,02% in peso) e hanno scoperto che l’olio mostrava (a) nessuna elasticità e (b) nessuna schiuma. Se hanno aggiunto gli estratti all’olio senza schiuma, sia l’elasticità che la schiuma sono tornate. Gli acidi erano piuttosto semplici acidi alchanoici a catena lunga (ish) come il dodecanoico. Sebbene questo documento non registrasse le tensioni superficiali del greggio, altri documenti mostrano valori tipici nel basso 30mN/m, ma che possono essere ridotti alla metà degli anni ‘ 20 con aggiunte di semplici tensioattivi o antischiuma. Questa non è una diminuzione enorme e, quindi, gli effetti di elasticità non possono essere grandi. Tuttavia, negli oli grezzi le pressioni possono essere molto alte, quindi il gorgogliamento può essere molto violento quando il greggio raggiunge la pressione atmosferica, quindi non ha bisogno di un effetto di tensioattività molto forte per causare una massiccia schiumatura.

Tornando all’altro tipo di stabilizzazione della schiuma, il petrolio greggio è solitamente complicato dalla presenza di asfalteni che possono facilmente cristallizzare/raggrupparsi all’interfaccia aria / olio e fornire schiuma in questo modo. E, come vedremo, la stabilità della schiuma è notevolmente migliorata dall’elevata viscosità che molti oli possono facilmente fornire. Ma nulla è semplice: gli asfalteni hanno dimostrato di essere tensioattivi molto modesti che possono produrre schiuma nel toluene dove sono (per definizione) solubili.

Schiume antincendio

Questo è un argomento enorme. L’unico punto sollevato qui è che per gli incendi di petrolio / benzina il tensioattivo non dovrebbe essere buono per emulsionare l’olio con l’acqua nella schiuma. La teoria standard afferma quindi che il sistema ha bisogno di un grande “Coefficiente di diffusione” (vedi la sezione Antischiuma) che in pratica può essere raggiunto solo con fluorosurfactants. Tali schiume sono sorprendentemente bravi a essere gettati attraverso enormi fiamme per atterrare bene sulla superficie del liquido in fiamme (che, con sorpresa di molti, è “solo” al suo punto di ebollizione – non una temperatura super-alta) e spegnere il fuoco. Per schiume veramente robuste aggiungere un tensioattivo proteico è una buona idea-di solito come parte di un mix veloce/lento di un normale tensioattivo veloce per far andare la schiuma e la proteina lenta che raggiunge l’interfaccia dopo un po ‘ e rende il tutto straordinariamente solido. In alternativa, alcuni polimeri ad alto MWt possono svolgere questa funzione per creare una schiuma filmogena acquosa resistente all’alcool AR-AFFF, che significa che funziona non solo su incendi non polari ma anche su incendi polari per i quali una schiuma convenzionale potrebbe essere troppo compatibile con il liquido.

Tuttavia, con l’allontanamento dai fluorosurfactants (apparentemente inevitabile, giustificabile o meno), la mia opinione è che è necessario concentrarsi sulla creazione di quelle che chiamo schiume LRLP, Basso raggio e bassa permeabilità, create con tensioattivi standard. Se esplori la reologia della schiuma, il drenaggio, la maturazione di Ostwald vedrai che le schiume a piccolo raggio sono più rigide e più dure. Così si può guadagnare schiuma vita tramite bolle più piccole. E con trucchi come l’aggiunta di acido miristico, si può fare una schiuma bassa permeabilità rendendo l’interfaccia più rigida. Questo aiuta a ridurre la velocità con cui i vapori caldi possono muoversi attraverso la schiuma, riducendo il rischio che si riaccendano.