Când aerul intră într-un lichid, fiind insolubil în apă, acesta este divizat în numeroase bule de către lichid sub o forță externă, formând un sistem eterogen. Odată ce aerul intră în lichid și formează spumă, aria de contact dintre gaz și lichid crește, iar energia liberă a sistemului crește și ea în mod corespunzător.
Punctul cel mai de jos corespunde cu ceea ce numim în mod obișnuit concentrație micelară critică (CMC). Prin urmare, atunci când concentrația de surfactant atinge CMC, există un număr suficient de molecule de surfactant în sistem pentru a se alinia dens pe suprafața lichidului, formând un strat de film monomolecular fără goluri. Acest lucru minimizează tensiunea superficială a sistemului. Când tensiunea superficială scade, se reduce și energia liberă necesară pentru generarea spumei în sistem, facilitând mult formarea spumei.
În producția și aplicarea practică, pentru a asigura stabilitatea emulsiilor preparate în timpul depozitării, concentrația de surfactant este adesea ajustată peste concentrația critică de micele. Deși acest lucru sporește stabilitatea emulsiei, are și anumite dezavantaje. Excesul de surfactanți nu numai că minimizează tensiunea superficială a sistemului, dar învelește și aerul care intră în emulsie, formând o peliculă lichidă relativ rigidă, iar pe suprafața lichidului, o peliculă moleculară bistratificată. Acest lucru împiedică semnificativ colapsul spumei.
Spuma este o agregare a mai multor bule, în timp ce o bulă se formează atunci când gazul este dispersat într-un lichid - gazul ca fază dispersată și lichidul ca fază continuă. Gazul din interiorul bulelor poate migra de la o bulă la alta sau poate scăpa în atmosfera înconjurătoare, ducând la coalescența și dispariția bulelor.
În cazul apei pure sau al surfactanților, datorită compoziției lor relativ uniforme, pelicula de spumă rezultată nu are elasticitate, ceea ce o face instabilă și predispusă la autoeliminare. Teoria termodinamică sugerează că spuma generată în lichidele pure este temporară și se disipează datorită drenării peliculei.
Așa cum am menționat anterior, în acoperirile pe bază de apă, pe lângă mediul de dispersie (apa), există și emulgatori pentru emulsionarea polimerilor, alături de dispersanți, agenți de umectare, agenți de îngroșare și alți aditivi de acoperire pe bază de surfactanți. Deoarece aceste substanțe coexistă în același sistem, formarea spumei este foarte probabilă, iar aceste componente asemănătoare surfactanților stabilizează în continuare spuma generată.
Când surfactanții ionici sunt utilizați ca emulgatori, pelicula de bule capătă o sarcină electrică. Datorită repulsiei puternice dintre sarcini, bulele rezistă agregării, suprimând procesul de contopire a bulelor mici cu altele mai mari și apoi de colapsare. În consecință, acest lucru inhibă eliminarea spumei și stabilizează spuma.
Data publicării: 06 noiembrie 2025