V procese výroby pigmentu, bez ohľadu na to, ako jemne je pigmentový prášok rozomletý, vždy budú existovať nejaké agregované a flokulované častice. V procese prepravy a skladovania bude pigment ďalej vyvločkovaný na veľké častice v dôsledku vytláčania a vlhkosti, a čím je pigment jemnejší, čím väčší je povrch a vyššia povrchová energia, tým ľahšie sa flokuluje. Ak sa ošetria vhodnými povrchovo aktívnymi látkami, tieto flokulované veľké častice sa počas používania ľahko dispergujú a mechanizmus disperzie je hlavne nasledovný:
1. Zmáčanie
Disperzia prášku anorganického pigmentu v kvapaline prechádza hlavne týmito tromi fázami:
① Na zmáčanie prášku by kvapalina mala nielen zvlhčiť povrch prášku, ale tiež nahradiť vzduch a vlhkosť medzi časticami prášku;
② Po prechode cez vlhký prášok a vytlačení vzduchu a vlhkosti medzi časticami sa vločky a agregáty v pigmentovom prášku zničia;
③ Navlhčené a zničené vločky a prášky agregátov si udržiavajú stabilný disperzný stav v kvapaline. To znamená, že disperzia je proces zmáčania-dispergovania a udržiavania stabilnej disperzie.
Za normálnych okolností sa anorganické pigmenty pred použitím len zriedka sušia a povrch pigmentu sa nielen zmiešava so vzduchom, ale absorbuje aj vrstvu vodného filmu. Množstvo vody zvyčajne adsorbovanej na povrchu pigmentu je ekvivalentné množstvu vody potrebnej na vytvorenie monomolekulového filmu na pevnom povrchu. Napríklad povrchová plocha na gram Ti02 je 10 m2hrúbka adsorpčnej vrstvy molekúl vody je 10×10-10m a množstvo vody potrebné pre monomolekulárny film je približne 0,3 percenta hmotnosti pigmentu , takže obsah vlhkosti v pigmente je tiež jedným z hlavných faktorov ovplyvňujúcich jeho disperzný výkon. jeden. Či je tuhá látka zmáčaná alebo nie, možno posúdiť podľa jej kontaktného uhla. Kontaktný uhol 0 stupňov znamená, že je úplne mokrá a kvapalina je úplne rozložená na povrchu pevnej látky; kontaktný uhol 180 stupňov znamená, že nie je vôbec mokrá a kvapalina priľne k povrchu vo forme kvapiek vody. pevný povrch.
Či sa dá pevná látka dobre zmáčať v kvapaline, sa dá posúdiť nielen podľa veľkosti kontaktného uhla, ale aj podľa veľkosti jej zmáčacieho tepla. Vo všeobecnosti majú hydrofilné prášky (ako je TiO2) veľké zmáčacie teplo v polárnych kvapalinách a v nepolárnych kvapalinách Zmáčacie teplo v polárnych kvapalinách je malé, zatiaľ čo zmáčacie teplo hydrofóbnych práškov v polárnych a nepolárnych kvapalinách je zhruba konštantná.
Rýchlosť usadzovania a objem usadzovania pevného prášku v kvapaline môžu tiež posúdiť stupeň vlhkosti. Pevná látka s vysokou polaritou, ako je Ti02, má malý usadzovací objem vo vysoko polárnom roztoku a malá tuhá látka v nízko polárnom roztoku. je veľký; nepolárne tuhé prášky majú vo všeobecnosti veľké sedimentačné objemy. Po pridaní povrchovo aktívnej úpravy, pretože molekuly povrchovo aktívnej látky sú silne orientované a adsorbované na povrchu pevnej látky, pomáha znižovať povrchové napätie kvapaliny a zlepšovať jej zmáčacie a dispergačné vlastnosti.
2. Elektrické odpudzovanie (ξ potenciál)
Disperzná a disperzná stabilita anorganických pigmentov vo vodnom roztoku je určená hlavne ich elektrickým odpudzovaním vo vode, to znamená ξ potenciálom.
Elektrické odpudzovanie je použitie odpudzovania náboja na udržanie stability disperzie.
Povrchovo aktívne látky dokážu vo vodnom roztoku ionizovať veľké množstvo záporne nabitých (alebo kladne nabitých) iónov, ktoré sú pevne adsorbované na povrchu častíc pigmentu, takže tieto častice majú rovnaký náboj a ostatné ióny s opačným nábojom voľne difundujú do kvapaliny stredná. Okolo sa vytvorí difúzna vrstva (elektrická dvojvrstva) nabitých iónov. Potenciálny rozdiel medzi dvoma vrstvami iónov od povrchu pevnej látky po najvzdialenejší bod difúznej vrstvy (to znamená, kde je opačný náboj 0) sa nazýva potenciál ξ. Z toho pochádza elektrostatické odpudzovanie medzi časticami a tieto častice s rovnakým nábojom sa budú navzájom odpudzovať, keď sa dostanú do kontaktu, aby sa zachovala stabilita rozptýleného systému, čo je známa teória DLVO.
V prípade elektrického odpudzovania musí mať povrchovo aktívna látka vysoký ionizačný výkon a zvyčajne sa používajú aniónové povrchovo aktívne látky a niektoré anorganické dielektriká, ako napríklad: polyfosforečnan draselný, pyrofosforečnan draselný, polyfosforečnan sodný, alkylarylsulfonát Naftalénsulfonát sodný, metylénnaftalénsulfonát sodný, Polykarboxylát sodný atď.
3. Efekt stérickej zábrany (alebo entropický efekt)
Keď je pigment dispergovaný v nevodnom prostredí, možnosť vyššie uvedenej iónovej reakcie je značne eliminovaná a neiónová povrchovo aktívna látka nie je ionizovaná vo vode. V tomto prípade sa účinok povrchovo aktívnej látky nazýva efekt stérickej zábrany alebo efekt entropie. Pretože povrchovo aktívna látka môže byť smerovo adsorbovaná na povrchu častíc pigmentu, aby sa vytvorila monomolekulárna adsorpčná vrstva, táto smerová tlmivá vrstva môže zabrániť agregácii častíc, čím sa zachová stabilita disperzného systému (tiež známeho ako ochranný koloid alebo micela) .
Molekulové skupiny povrchovo aktívnej látky na povrchu pigmentu, keď sa koncentrácia povrchovo aktívnej látky zvyšuje, jej entropia sa znižuje a jej pohyb sa obmedzuje. Čím sú častice pigmentu bližšie a stlačenejšie, tým viac sa bude znižovať ich entropia, čo je prospešné pre stabilitu disperzného systému.
