Hava bir sıvıya girdiğinde, suda çözünmediği için dış kuvvetin etkisiyle sıvı tarafından çok sayıda kabarcığa bölünerek heterojen bir sistem oluşturur. Hava sıvıya girip köpük oluşturduğunda, gaz ve sıvı arasındaki temas alanı artar ve buna bağlı olarak sistemin serbest enerjisi de yükselir.
En düşük nokta, genellikle kritik misel konsantrasyonu (KMC) olarak adlandırdığımız değere karşılık gelir. Bu nedenle, yüzey aktif madde konsantrasyonu KMC'ye ulaştığında, sistemde sıvı yüzeyinde yoğun bir şekilde hizalanarak boşluksuz tek moleküllü bir film tabakası oluşturacak yeterli sayıda yüzey aktif madde molekülü bulunur. Bu, sistemin yüzey gerilimini en aza indirir. Yüzey gerilimi azaldığında, sistemde köpük oluşumu için gereken serbest enerji de azalır ve köpük oluşumu çok daha kolay hale gelir.
Pratik üretim ve uygulamada, hazırlanan emülsiyonların depolama sırasında stabilitesini sağlamak için, yüzey aktif madde konsantrasyonu genellikle kritik misel konsantrasyonunun üzerine ayarlanır. Bu, emülsiyon stabilitesini artırırken, bazı dezavantajları da beraberinde getirir. Aşırı yüzey aktif maddeler, sistemin yüzey gerilimini en aza indirmekle kalmaz, aynı zamanda emülsiyona giren havayı da sararak nispeten sert bir sıvı film ve sıvı yüzeyinde çift katmanlı moleküler bir film oluşturur. Bu, köpüğün çökmesini önemli ölçüde engeller.
Köpük, birçok kabarcığın bir araya gelmesiyle oluşurken, kabarcık ise gazın bir sıvı içinde dağılmasıyla oluşur; gaz dağılmış faz, sıvı ise sürekli fazdır. Kabarcıkların içindeki gaz, bir kabarcıktan diğerine geçebilir veya çevredeki atmosfere kaçabilir, bu da kabarcıkların birleşmesine ve kaybolmasına yol açabilir.
Saf su veya tek başına yüzey aktif maddeler için, nispeten homojen bileşimleri nedeniyle, oluşan köpük filmi esneklikten yoksundur; bu da köpüğü kararsız hale getirir ve kendi kendine yok olmaya eğilimlidir. Termodinamik teori, saf sıvılarda oluşan köpüğün geçici olduğunu ve film drenajı nedeniyle dağıldığını öne sürmektedir.
Daha önce de belirtildiği gibi, su bazlı kaplamalarda, dağıtım ortamı (su) dışında, polimer emülsifikasyonu için emülgatörler, dağıtıcılar, ıslatıcı maddeler, koyulaştırıcılar ve diğer yüzey aktif madde bazlı kaplama katkı maddeleri de bulunur. Bu maddeler aynı sistemde bir arada bulunduğundan, köpük oluşumu oldukça muhtemeldir ve bu yüzey aktif madde benzeri bileşenler oluşan köpüğü daha da stabilize eder.
İyonik yüzey aktif maddeler emülgatör olarak kullanıldığında, kabarcık filmi elektriksel bir yük kazanır. Yükler arasındaki güçlü itme nedeniyle, kabarcıklar kümelenmeye direnç gösterir ve küçük kabarcıkların daha büyük kabarcıklar halinde birleşip ardından çökmesi sürecini engeller. Sonuç olarak, bu durum köpüğün ortadan kalkmasını önler ve köpüğü stabilize eder.
Yayın tarihi: 06-11-2025