Процесс концентрации (адсорбции) эмульгатора на поверхности раздела фаз (то есть проявление поверхностной активности) объясняется строением его молекулы, которая содержит гидрофильную функциональную группу и гидрофобный (липофильный) радикал, получаемый из таких восстанавливаемых материалов как жиры, растительные масла и древесина. Молекулы эмульгаторов, основанные на таких веществах как белки, лигнины, полимеры и минералы, могут иметь одну или большее количество гидрофобных и гидрофильных «секций». На поверхности раздела молекула эмульгатора располагается с ориентацией гидрофобной части в направ¬лении маслянистой битумной фазы, а функциональная группа и противоионы - в направлении водной фазы.
Для предотвращения коалесценции частицы битума не должны контактировать между собой. Есть два разных способа достиже¬ния этой цели. Ионные эмульгаторы заряжают поверхность битумных частиц и, в случае приближения этих частиц друг к другу, полученные ими заряды приводят к возникновению отталкивающей силы. Поскольку заряд на некоторых анионных и катионных эмульгаторах зависит от величины по¬казателя рН, то это состояние уравно¬вешенности может быть нарушено при изменении значения упомянутого показателя. Другим механизмом стабилизации является создание чисто физического препятствия сближению частиц. При этом в качестве эмульга¬тора могут использоваться тонкоиз-мельчённые порошкообразные веще¬ства (например, глины). В этом случае говорят не об эмульсиях, а о пастах.
Молекула эмульгатора намного меньше частицы битума, и каждая капля стабилизируется тысячами молекул эмульгатора.
Если представить себе частицу битума размером с земной шар, то тогда каждая из функциональных групп молекулы эмульгатора заняла бы площадь в 10 квадратных километров, а липофильный радикал («хвост») молекулы проник бы на 8 км вглубь земной поверхности.
Многие из катионных эмульгаторов поставляются в нейтральной водонерастворимой форме. В этом случае для получения катионной формы эмульгатора требуется его нейтрализация кислотой (например, соляной, фосфорной, уксусной или серной). Аналогичным образом, для некоторых анионных эмульгаторов требуется их нейтрализация гидроксидом натрия, аммония или калия. Даже в случае использования водораство¬римых эмульгаторов их активность также зависит от показателя рН. При этом кислотные эмульсии являются катионными, а щелочные эмульсии - анионными.
