Keď vzduch vstúpi do kvapaliny, keďže je nerozpustný vo vode, rozdelí sa kvapalinou pod vplyvom vonkajšej sily na množstvo bublín, čím vznikne heterogénny systém. Keď vzduch vstúpi do kvapaliny a vytvorí penu, zväčší sa kontaktná plocha medzi plynom a kvapalinou a zodpovedajúcim spôsobom sa zvýši aj voľná energia systému.
Najnižší bod zodpovedá tomu, čo bežne označujeme ako kritickú koncentráciu miciel (CMC). Preto keď koncentrácia povrchovo aktívnej látky dosiahne CMC, v systéme je dostatočný počet molekúl povrchovo aktívnej látky, aby sa husto zoradili na povrchu kvapaliny a vytvorili monomolekulárnu filmovú vrstvu bez medzier. To minimalizuje povrchové napätie systému. Keď sa povrchové napätie zníži, znižuje sa aj voľná energia potrebná na tvorbu peny v systéme, čo značne uľahčuje tvorbu peny.
V praktickej výrobe a aplikácii sa koncentrácia povrchovo aktívnych látok často upravuje nad kritickú koncentráciu micel, aby sa zabezpečila stabilita pripravených emulzií počas skladovania. Hoci to zvyšuje stabilitu emulzie, má to aj určité nevýhody. Nadmerné množstvo povrchovo aktívnych látok nielen minimalizuje povrchové napätie systému, ale tiež obaluje vzduch vstupujúci do emulzie, čím vytvára relatívne tuhý kvapalný film a na povrchu kvapaliny dvojvrstvový molekulárny film. To výrazne bráni kolapsu peny.
Pena je zhlukom mnohých bublín, zatiaľ čo bublina vzniká, keď je plyn dispergovaný v kvapaline – plyn ako dispergovaná fáza a kvapalina ako spojitá fáza. Plyn vo vnútri bublín môže migrovať z jednej bubliny do druhej alebo unikať do okolitej atmosféry, čo vedie k ich zlúčeniu a zmiznutiu.
V prípade čistej vody alebo samotných povrchovo aktívnych látok chýba výsledný penový film kvôli ich relatívne jednotnému zloženiu elasticita, čo robí penu nestabilnou a náchylnou na samoelimináciu. Termodynamická teória naznačuje, že pena vytvorená v čistých kvapalinách je dočasná a rozptyľuje sa v dôsledku drenáže filmu.
Ako už bolo spomenuté, vo vodných náteroch okrem disperzného média (vody) existujú aj emulgátory na emulgáciu polymérov, spolu s dispergačnými činidlami, zmáčadlami, zahusťovadlami a ďalšími prísadami do náterov na báze povrchovo aktívnych látok. Keďže tieto látky koexistujú v tom istom systéme, je tvorba peny veľmi pravdepodobná a tieto zložky podobné povrchovo aktívnym látkam ďalej stabilizujú vytvorenú penu.
Keď sa ako emulgátory použijú iónové povrchovo aktívne látky, bublinková fólia získa elektrický náboj. V dôsledku silného odpudzovania medzi nábojmi bubliny odolávajú agregácii, čím potláčajú proces spájania malých bublín do väčších a ich následného kolapsu. V dôsledku toho sa bráni odlupovaniu peny a pena sa stabilizuje.
Čas uverejnenia: 06.11.2025