Водните дисперсионни системи са най-често използвани и те обикновено могат да се използват за анализ на връзката между структурата на повърхностноактивните вещества и диспергируемостта им. Като хидрофобни твърди частици, те могат да адсорбират хидрофобните групи на повърхностноактивните вещества. В случая на анионните повърхностноактивни вещества, обърнатите навън хидрофилни групи се отблъскват взаимно поради идентичните им заряди. Очевидно е, че адсорбционната ефективност на повърхностноактивните вещества се увеличава с дължината на хидрофобната верига и по този начин повърхностноактивните вещества с по-дълги въглеродни вериги показват по-добра диспергируемост от тези с по-къси вериги.
Увеличаването на хидрофилността на повърхностноактивните вещества води до повишаване на тяхната разтворимост във вода, като по този начин намалява тяхната адсорбция върху повърхността на частиците. Този ефект става по-изразен, когато силата на взаимодействие между повърхностноактивното вещество и частиците е слаба. Например, при приготвянето на водни дисперсионни системи за багрила, силно сулфонирани лигносулфонатни дисперсанти могат да се използват за силно хидрофобни багрила, за да се образуват дисперсионни системи с отлична термична стабилност. Прилагането на същия дисперсант към хидрофилни багрила обаче води до лоша термична стабилност; за разлика от това, използването на лигносулфонатни дисперсанти с по-ниска степен на сулфониране води до дисперсионни системи с добра термична стабилност. Причината за това е, че силно сулфонираните дисперсанти имат висока разтворимост при повишени температури, което води до лесно отделяне от повърхността на хидрофилните багрила, където първоначалното взаимодействие вече е слабо, като по този начин се намалява диспергируемостта.
Ако самите диспергирани частици носят електрически заряди и се избере повърхностноактивно вещество с противоположни заряди, може да възникне флокулация, преди зарядите върху частиците да се неутрализират. Едва след като втори слой повърхностноактивно вещество се адсорбира върху неутрализираните по заряд частици, може да се постигне стабилна дисперсия. Ако се избере повърхностноактивно вещество с идентични заряди, адсорбцията му върху частиците става трудна; по подобен начин, достатъчна адсорбция за стабилизиране на дисперсията се постига само при високи концентрации. На практика използваните йонни дисперсанти обикновено съдържат множество йонни групи, разпределени...в цялата молекула на повърхностноактивното вещество, докато техните хидрофобни групи се състоят от ненаситени въглеводородни вериги с полярни групи като ароматни пръстени или етерни връзки.
При полиоксиетиленовите нейонни повърхностноактивни вещества, силно хидратираните полиоксиетиленови вериги се простират във водната фаза в навита конформация, създавайки ефективна стерична бариера срещу агрегацията на твърди частици. Междувременно, дебелите, многослойни хидратирани оксиетиленови вериги значително намаляват ван дер Ваалсовите сили между частиците, което ги прави отлични дисперганти. Блок съполимерите на пропиленоксид и етиленоксид са особено подходящи за използване като дисперганти. Техните дълги полиоксиетиленови вериги подобряват разтворимостта във вода, докато техните удължени хидрофобни групи на полипропиленоксид насърчават по-силната адсорбция върху твърди частици; следователно, съполимерите с дълги вериги и на двата компонента са много идеални като дисперганти.
Когато йонни и нейонни повърхностноактивни вещества се комбинират, смесената система не само позволява на молекулите да се разпрострат във водната фаза, образувайки стерична бариера, която предотвратява агрегацията на частиците, но също така повишава здравината на междуфазовия филм върху твърдите частици. По този начин, за смесената система, стига повишената разтворимост на повърхностноактивните вещества във водната фаза да не инхибира значително тяхната адсорбция върху повърхността на частиците, дисперсантът с по-дълги хидрофобни вериги ще покаже превъзходна диспергираща ефективност.
Време на публикуване: 31 декември 2025 г.