Kui õhk siseneb vedelikku, siis kuna see ei lahustu vees, jagab vedelik välise jõu mõjul selle arvukateks mullideks, moodustades heterogeense süsteemi. Kui õhk siseneb vedelikku ja moodustab vahu, suureneb gaasi ja vedeliku vaheline kontaktpind ning vastavalt suureneb ka süsteemi vabaenergia.
Madalaim punkt vastab sellele, mida me tavaliselt nimetame kriitiliseks mitsellikontsentratsiooniks (CMC). Seega, kui pindaktiivse aine kontsentratsioon saavutab CMC, on süsteemis piisav arv pindaktiivseid molekule, et need vedeliku pinnal tihedalt joonduda, moodustades tühikuteta monomolekulaarse kilekihi. See minimeerib süsteemi pindpinevust. Kui pindpinevus väheneb, väheneb ka süsteemis vahu tekitamiseks vajalik vaba energia, mis muudab vahu moodustumise palju lihtsamaks.
Praktilises tootmises ja rakendamises reguleeritakse pindaktiivsete ainete kontsentratsiooni sageli kriitilisest mitsellide kontsentratsioonist kõrgemaks, et tagada valmistatud emulsioonide stabiilsus ladustamise ajal. Kuigi see suurendab emulsiooni stabiilsust, on sellel ka teatud puudusi. Liigne pindaktiivsete ainete kontsentratsioon mitte ainult ei minimeeri süsteemi pindpinevust, vaid katab emulsiooni siseneva õhu, moodustades suhteliselt jäiga vedela kile ja vedeliku pinnale kahekihilise molekulaarse kile. See takistab oluliselt vahu kokkuvarisemist.
Vaht on paljude mullide kogum, mull aga tekib gaasi dispergeerimisel vedelikus – gaas on dispersioonfaas ja vedelik pidev faas. Mullide sees olev gaas võib liikuda ühest mullist teise või pääseda ümbritsevasse atmosfääri, mis viib mullide ühinemiseni ja kadumiseni.
Ainult puhta vee või pindaktiivsete ainete puhul puudub tekkival vahukilel nende suhteliselt ühtlase koostise tõttu elastsus, mistõttu on vaht ebastabiilne ja kergesti iseeneslikult kadumas. Termodünaamiline teooria väidab, et puhastes vedelikes tekkiv vaht on ajutine ja hajub kile äravoolu tõttu.
Nagu varem mainitud, on veepõhistes katetes lisaks dispersioonikeskkonnale (veele) ka polümeeride emulgeerimiseks mõeldud emulgaatoreid, dispergeerivaid aineid, märgavaid aineid, paksendajaid ja muid pindaktiivsetel ainetel põhinevaid katte lisandeid. Kuna need ained eksisteerivad samas süsteemis, on vahu teke väga tõenäoline ja need pindaktiivsete ainete sarnased komponendid stabiliseerivad tekkinud vahtu veelgi.
Kui ioonseid pindaktiivseid aineid kasutatakse emulgaatoritena, omandab mullkile elektrilaengu. Tänu laengutevahelisele tugevale tõukejõule takistavad mullid agregatsiooni, pärssides väikeste mullide ühinemist suuremateks ja seejärel kokkuvarisemist. See pärsib vahu eraldumist ja stabiliseerib vahtu.
Postituse aeg: 06.11.2025