V procesu proizvodnje pigmenta, ne glede na to, kako fino je pigmentni prah zmlet, bo vedno nekaj agregiranih in flokuliranih delcev. V procesu transporta in shranjevanja bo pigment zaradi iztiskanja in vlage še naprej flokuliran v velike delce, in čim finejši je pigment, večja je površina in večja je površinska energija, lažje je flokulirati skupaj. Če jih obdelamo z ustreznimi površinsko aktivnimi sredstvi, se ti flokulirani veliki delci zlahka razpršijo med uporabo, disperzijski mehanizem pa je v glavnem naslednji:
1. Močenje
Disperzija anorganskega pigmentnega prahu v tekočini poteka v glavnem skozi naslednje tri stopnje:
① Za vlaženje prahu naj tekočina ne samo zmoči površino prahu, ampak tudi nadomesti zrak in vlago med delci prahu;
② Po prehodu skozi moker prah in izpodrivanju zraka in vlage med delci se kosmiči in agregati v pigmentnem prahu uničijo;
③ Namočeni in uničeni kosmiči in agregatni prah ohranjajo stabilno disperzijsko stanje v tekočini. To pomeni, da je disperzija proces vlaženja-dispergiranja-ohranjanja disperzije stabilne.
V normalnih okoliščinah se anorganski pigmenti pred uporabo le redko posušijo, površina pigmenta pa ni samo pomešana z zrakom, ampak tudi absorbira plast vodnega filma. Količina vode, ki se običajno adsorbira na površini pigmenta, je enaka količini vode, ki je potrebna za tvorbo monomolekularnega filma na trdni površini. Na primer, površina na gram TiO2 je 10 m2, debelina adsorpcijske plasti vodne molekule je 10×10-10m, količina vode, ki jo potrebuje monomolekularni film, pa je približno 0.3 odstotka teže pigmenta , zato je vsebnost vlage v pigmentu tudi eden glavnih dejavnikov, ki vplivajo na njegovo disperzijsko učinkovitost. eno. Ali je trdna snov zmočena ali ne, lahko ocenimo glede na njen kontaktni kot. Kontaktni kot 0 stopinj pomeni, da je popolnoma moker in da je tekočina popolnoma razpršena po površini trdne snovi; kontaktni kot 180 stopinj pomeni, da sploh ni moker, tekočina pa se oprime površine v obliki vodnih kapljic. trdna površina.
Ali se trdna snov lahko dobro zmoči v tekočini, lahko presojamo ne le po velikosti kontaktnega kota, temveč tudi z merjenjem velikosti njene omočilne toplote. Na splošno imajo hidrofilni prahovi (kot je TiO2) veliko omočilno toploto v polarnih tekočinah in v nepolarnih tekočinah. Omočilna toplota v polarnih tekočinah je majhna, medtem ko je omočilna toplota hidrofobnih praškov v polarnih in nepolarnih tekočinah je približno konstantna.
Hitrost usedanja in prostornina usedanja trdnega prahu v tekočini lahko ocenita tudi stopnjo vlažnosti. Trdna snov z visoko polarnostjo, kot je TiO2, ima majhno usedalno prostornino v zelo polarni raztopini in majhno trdno snov v nizkopolarni raztopini. je velik; nepolarni trdni praški imajo na splošno velike sedimentacijske volumne. Po dodatku obdelave s površinsko aktivnimi snovmi, ker so molekule površinsko aktivnih snovi močno usmerjene in adsorbirane na površini trdne snovi, pomaga zmanjšati površinsko napetost tekočine in izboljšati njene vlažilne in razpršilne lastnosti.
2. Električni odboj (ξ potencial)
Disperzijo in disperzijsko stabilnost anorganskih pigmentov v vodni raztopini v glavnem določa njihov električni odboj v vodi, to je potencial ξ.
Električni odboj je uporaba odboja naboja za ohranjanje stabilnosti disperzije.
Površinsko aktivne snovi lahko ionizirajo veliko število negativno nabitih (ali pozitivno nabitih) ionov v vodni raztopini, ki so trdno adsorbirani na površini pigmentnih delcev, tako da imajo ti delci enak naboj, drugi ioni z nasprotnimi naboji pa prosto difundirajo v tekočino. srednje. Okoli se oblikuje difuzijska plast (električna dvojna plast) nabitih ionov. Razlika potenciala med obema slojema ionov od trdne površine do najbolj oddaljene točke difuzijske plasti (to je, kjer je nasprotni naboj 0) se imenuje potencial ξ. Od tod prihaja do elektrostatičnega odboja med delci in ti delci z enakim nabojem se bodo odbijali, ko pridejo v stik, da bi ohranili stabilnost razpršenega sistema, kar je znana teorija DLVO.
V primeru električnega odbijanja mora površinsko aktivna snov imeti visoko ionizacijsko zmogljivost, običajno pa se uporabljajo anionske površinsko aktivne snovi in nekateri anorganski dielektriki, kot so: trikalijev polifosfat, kalijev pirofosfat, natrijev polifosfat, alkil aril sulfonat, natrijev naftalen sulfonat, natrijev metilen naftalen sulfonat, Natrijev polikarboksilat itd.
3. Učinek sterične ovire (ali entropijski učinek)
Ko je pigment dispergiran v nevodnem mediju, je možnost zgoraj omenjene ionske reakcije močno odpravljena, neionska površinsko aktivna snov pa ni ionizirana v vodi. V tem primeru se učinek površinsko aktivne snovi imenuje učinek sterične ovire ali entropijski učinek. Ker je površinsko aktivno sredstvo mogoče usmerjeno adsorbirati na površini pigmentnih delcev, da se tvori monomolekularna adsorpcijska plast, lahko ta usmerjena puferska plast prepreči združevanje delcev in s tem ohranja stabilnost disperzijskega sistema (znanega tudi kot zaščitni koloid ali micel). .
Molekularne skupine površinsko aktivne snovi na površini pigmenta, ko se koncentracija površinsko aktivne snovi poveča, se bo njegova entropija zmanjšala in njeno gibanje bo omejeno. Bolj ko so pigmentni delci bližje in bolj stisnjeni, bolj se bo njihova entropija zmanjšala, kar je koristno za stabilnost disperzijskega sistema.
