Калі паветра трапляе ў вадкасць, яно нерастваральнае ў вадзе, пад уздзеяннем знешняй сілы падзяляецца вадкасцю на мноства бурбалак, утвараючы гетэрагенную сістэму. Пасля таго, як паветра трапляе ў вадкасць і ўтварае пену, плошча кантакту паміж газам і вадкасцю павялічваецца, і адпаведна павялічваецца свабодная энергія сістэмы.
Найніжэйшая кропка адпавядае таму, што мы звычайна называем крытычнай канцэнтрацыяй міцэл (ККМ). Такім чынам, калі канцэнтрацыя павярхоўна-актыўнага рэчыва дасягае ККМ, у сістэме ёсць дастатковая колькасць малекул павярхоўна-актыўнага рэчыва, каб шчыльна размясціцца на паверхні вадкасці, утвараючы монамалекулярны плёнкавы пласт без шчылін. Гэта мінімізуе павярхоўнае нацяжэнне сістэмы. Калі павярхоўнае нацяжэнне памяншаецца, свабодная энергія, неабходная для ўтварэння пены ў сістэме, таксама памяншаецца, што значна палягчае ўтварэнне пены.
У практычнай вытворчасці і прымяненні, каб забяспечыць стабільнасць падрыхтаваных эмульсій падчас захоўвання, канцэнтрацыю павярхоўна-актыўных рэчываў часта рэгулююць вышэй за крытычную канцэнтрацыю міцэл. Хоць гэта і паляпшае стабільнасць эмульсіі, але мае і пэўныя недахопы. Лішак павярхоўна-актыўных рэчываў не толькі мінімізуе павярхоўнае нацяжэнне сістэмы, але і ахінае паветра, якое трапляе ў эмульсію, утвараючы адносна жорсткую вадкую плёнку, а на паверхні вадкасці — двухслаёвую малекулярную плёнку. Гэта значна перашкаджае калапсу пены.
Пена — гэта сукупнасць многіх бурбалак, у той час як бурбалка ўтвараецца пры дысперсіі газу ў вадкасці — газ як дысперсная фаза, а вадкасць як суцэльная фаза. Газ унутры бурбалак можа міграваць з адной бурбалкі ў іншую або выходзіць у навакольнае атмасферу, што прыводзіць да іх зліцця і знікнення.
У выпадку чыстай вады або павярхоўна-актыўных рэчываў, з-за іх адносна аднастайнага складу, атрыманая пенная плёнка не мае эластычнасці, што робіць пену няўстойлівай і схільнай да самавывядзення. Тэрмадынамічная тэорыя мяркуе, што пена, якая ўтвараецца ў чыстых вадкасцях, мае часовы характар і рассейваецца з-за дрэнажу плёнкі.
Як ужо згадвалася раней, у пакрыццях на воднай аснове, акрамя дысперсійнага асяроддзя (вады), таксама прысутнічаюць эмульгатары для эмульгацыі палімераў, а таксама дысперсанты, змочвальнікі, загушчальнікі і іншыя дабаўкі для пакрыццяў на аснове павярхоўна-актыўных рэчываў. Паколькі гэтыя рэчывы суіснуюць у адной сістэме, утварэнне пены вельмі верагоднае, і гэтыя кампаненты, падобныя на павярхоўна-актыўныя рэчывы, дадаткова стабілізуюць утвораную пену.
Калі ў якасці эмульгатараў выкарыстоўваюцца іённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы, плёнка бурбалак набывае электрычны зарад. З-за моцнага адштурхвання паміж зарадамі бурбалкі супраціўляюцца агрэгацыі, перашкаджаючы працэсу зліцця дробных бурбалак у большыя, а затым іх руйнуванню. Такім чынам, гэта перашкаджае вылучэнню пены і стабілізуе пену.
Час публікацыі: 06 лістапада 2025 г.