Ինչո՞ւ է մակերևութային ակտիվ նյութի կոնցենտրացիայի աճը հանգեցնում չափազանց մեծ փրփուրի առաջացմանը։

Երբ օդը մտնում է հեղուկի մեջ, քանի որ այն անլուծելի է ջրում, այն արտաքին ուժի ազդեցության տակ բաժանվում է բազմաթիվ փուչիկների՝ առաջացնելով տարասեռ համակարգ։ Երբ օդը մտնում է հեղուկի մեջ և փրփուր է առաջացնում, գազի և հեղուկի շփման մակերեսը մեծանում է, և համակարգի ազատ էներգիան նույնպես համապատասխանաբար մեծանում է։

Ամենացածր կետը համապատասխանում է այն կետին, որը մենք սովորաբար անվանում ենք կրիտիկական միցելային կոնցենտրացիա (ԿՄԿ): Հետևաբար, երբ մակերևութային ակտիվ նյութի կոնցենտրացիան հասնում է ԿՄԿ-ին, համակարգում կա բավարար քանակությամբ մակերևութային ակտիվ նյութի մոլեկուլներ, որոնք խիտ դասավորվում են հեղուկի մակերեսին՝ ձևավորելով ճեղքերից զերծ մոնոմոլեկուլային թաղանթային շերտ: Սա նվազագույնի է հասցնում համակարգի մակերեսային լարվածությունը: Երբ մակերեսային լարվածությունը նվազում է, համակարգում փրփուրի առաջացման համար անհրաժեշտ ազատ էներգիան նույնպես նվազում է, ինչը փրփուրի առաջացումը շատ ավելի հեշտացնում է:

Գործնական արտադրության և կիրառման մեջ, պատրաստի էմուլսիաների պահպանման ընթացքում կայունությունն ապահովելու համար, մակերևութային ակտիվ նյութի կոնցենտրացիան հաճախ ճշգրտվում է կրիտիկական միցելային կոնցենտրացիայից վերև։ Չնայած սա բարելավում է էմուլսիայի կայունությունը, այն նաև ունի որոշակի թերություններ։ Մակերևութային ակտիվ նյութերի ավելցուկը ոչ միայն նվազագույնի է հասցնում համակարգի մակերեսային լարվածությունը, այլև պարուրում է էմուլսիայի մեջ մտնող օդը՝ ձևավորելով համեմատաբար կոշտ հեղուկ թաղանթ, իսկ հեղուկի մակերեսին՝ երկշերտ մոլեկուլային թաղանթ։ Սա զգալիորեն խոչընդոտում է փրփուրի փլուզմանը։

Փրփուրը բազմաթիվ պղպջակների կուտակում է, մինչդեռ պղպջակը առաջանում է, երբ գազը ցրվում է հեղուկի մեջ՝ գազը որպես ցրված փուլ, իսկ հեղուկը՝ որպես անընդհատ փուլ։ Պղպջակների ներսում գտնվող գազը կարող է միանալ մեկ պղպջակից մյուսը կամ դուրս գալ շրջակա մթնոլորտ, ինչը հանգեցնում է պղպջակների միաձուլմանը և անհետացմանը։

Մաքուր ջրի կամ միայն մակերևութային ակտիվ նյութերի դեպքում, դրանց համեմատաբար միատարր կազմի պատճառով, առաջացող փրփուրային թաղանթը առաձգականություն չունի, ինչը փրփուրը դարձնում է անկայուն և հակված ինքնալուծման: Թերմոդինամիկ տեսությունը ենթադրում է, որ մաքուր հեղուկներում առաջացող փրփուրը ժամանակավոր է և ցրվում է թաղանթի ջրահեռացման պատճառով:

Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, ջրային հիմքով ծածկույթներում, բացի դիսպերսիոն միջավայրից (ջուր), կան նաև պոլիմերային էմուլգացիայի համար նախատեսված էմուլգատորներ, ինչպես նաև դիսպերսանտներ, թրջող նյութեր, խտացուցիչներ և այլ մակերևութային ակտիվ նյութերի վրա հիմնված ծածկույթային հավելումներ: Քանի որ այս նյութերը համակեցության մեջ են նույն համակարգում, փրփուրի առաջացումը շատ հավանական է, և այս մակերևութային ակտիվ նյութերի նման բաղադրիչները ավելի են կայունացնում առաջացած փրփուրը:

Երբ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերն օգտագործվում են որպես էմուլգատորներ, պղպջակների թաղանթը ձեռք է բերում էլեկտրական լիցք։ Լիցքերի միջև ուժեղ վանողականության պատճառով պղպջակները դիմադրում են ագրեգացիային՝ կանխելով փոքր պղպջակների միաձուլումը ավելի մեծերի մեջ, ապա փլուզվելը։ Հետևաբար, սա կանխում է փրփուրի արտազատումը և կայունացնում է փրփուրը։

Կապվեք մեզ հետ!