Ko zrak vstopi v tekočino, se zaradi netopnosti v vodi pod vplivom zunanje sile razdeli na številne mehurčke, ki tvorijo heterogeni sistem. Ko zrak vstopi v tekočino in tvori peno, se poveča kontaktna površina med plinom in tekočino, zato se ustrezno poveča tudi prosta energija sistema.
Najnižja točka ustreza tistemu, kar običajno imenujemo kritična micelna koncentracija (CMC). Ko torej koncentracija površinsko aktivne snovi doseže CMC, je v sistemu dovolj molekul površinsko aktivne snovi, da se gosto poravnajo na površini tekočine in tvorijo monomolekularno filmsko plast brez rež. To zmanjša površinsko napetost sistema. Ko se površinska napetost zmanjša, se zmanjša tudi prosta energija, potrebna za nastanek pene v sistemu, zaradi česar je nastanek pene veliko lažji.
V praktični proizvodnji in uporabi se za zagotovitev stabilnosti pripravljenih emulzij med shranjevanjem koncentracija površinsko aktivnih snovi pogosto nastavi nad kritično koncentracijo micelov. Čeprav to izboljša stabilnost emulzije, ima tudi določene pomanjkljivosti. Prekomerne površinsko aktivne snovi ne le zmanjšajo površinsko napetost sistema, temveč tudi ovijejo zrak, ki vstopa v emulzijo, in tvorijo relativno tog tekoči film, na površini tekočine pa dvoslojni molekularni film. To znatno ovira kolaps pene.
Pena je skupek številnih mehurčkov, medtem ko mehurček nastane, ko se plin dispergira v tekočini – plin kot dispergirana faza in tekočina kot neprekinjena faza. Plin v mehurčkih se lahko seli iz enega mehurčka v drugega ali uhaja v okoliško atmosfero, kar vodi do združevanja in izginotja mehurčkov.
Pri čisti vodi ali samih površinsko aktivnih snoveh nastali penasti film zaradi njihove relativno enakomerne sestave ni elastičen, zaradi česar je pena nestabilna in nagnjena k samoizločanju. Termodinamična teorija kaže, da je pena, ki nastane v čistih tekočinah, začasna in se razprši zaradi drenaže filma.
Kot smo že omenili, so v premazih na vodni osnovi poleg disperzijskega medija (vode) prisotni tudi emulgatorji za emulgiranje polimerov, skupaj z dispergatorji, omočilnimi sredstvi, zgoščevalci in drugimi dodatki za premaze na osnovi površinsko aktivnih snovi. Ker te snovi sobivajo v istem sistemu, je nastanek pene zelo verjeten, te komponente, podobne površinsko aktivnim snovem, pa dodatno stabilizirajo nastalo peno.
Ko se kot emulgatorji uporabljajo ionske površinsko aktivne snovi, mehurčkasta folija pridobi električni naboj. Zaradi močnega odbijanja med naboji se mehurčki upirajo agregaciji, kar zavira proces združevanja majhnih mehurčkov v večje in nato njihovega sesedanja. Posledično to zavira izločanje pene in stabilizira peno.
Čas objave: 6. november 2025