Vodeni disperzijski sistemi se najčešće koriste i obično se mogu primijeniti za analizu odnosa između strukture surfaktanata i disperzibilnosti. Kao hidrofobne čvrste čestice, one mogu adsorbovati hidrofobne grupe surfaktanata. U slučaju anionskih surfaktanata, hidrofilne grupe okrenute prema van se međusobno odbijaju zbog identičnih naboja. Očigledno je da efikasnost adsorpcije surfaktanata raste s dužinom hidrofobnog lanca, te stoga surfaktanti s dužim ugljikovim lancima pokazuju bolju disperzibilnost od onih s kraćim lancima.
Povećanje hidrofilnosti surfaktanata teži povećanju njihove rastvorljivosti u vodi, čime se smanjuje njihova adsorpcija na površini čestica. Ovaj efekat postaje izraženiji kada je sila interakcije između surfaktanta i čestica slaba. Na primjer, u pripremi vodenih disperzionih sistema boja, visoko sulfonirani lignosulfonatni disperzanti mogu se koristiti za jako hidrofobne boje kako bi se formirali disperzioni sistemi sa odličnom termičkom stabilnošću. Međutim, primjena istog disperzanta na hidrofilne boje rezultira lošom termičkom stabilnošću; nasuprot tome, korištenje lignosulfonatnih disperzanata sa nižim stepenom sulfonacije daje disperzione sisteme sa dobrom termičkom stabilnošću. Razlog tome je što visoko sulfonirani disperzanti imaju visoku rastvorljivost na povišenim temperaturama, što uzrokuje da se lako odvajaju od površine hidrofilnih boja, gdje je prvobitna interakcija već slaba, čime se smanjuje disperzibilnost.
Ako same dispergovane čestice nose električne naboje i odabere se surfaktant sa suprotnim nabojima, flokulacija se može dogoditi prije nego što se naboji na česticama neutraliziraju. Tek nakon što se drugi sloj surfaktanta adsorbira na čestice neutralizirane nabojem, može se postići stabilna disperzija. Ako se odabere surfaktant sa identičnim nabojima, adsorpcija surfaktanta na čestice postaje teška; slično tome, dovoljna adsorpcija za stabilizaciju disperzije postiže se samo pri visokim koncentracijama. U praksi, korišteni ionski disperzanti obično sadrže više ionskih grupa raspoređenihpreko cijelog molekula surfaktanta, dok se njihove hidrofobne grupe sastoje od nezasićenih ugljikovodičnih lanaca s polarnim grupama kao što su aromatični prstenovi ili eterske veze.
Kod nejonskih surfaktanata na bazi polioksietilena, visoko hidratizirani lanci polioksietilena protežu se u vodenu fazu u uvijenoj konformaciji, stvarajući efikasnu sternu barijeru protiv agregacije čvrstih čestica. U međuvremenu, debeli, višeslojni hidratizirani lanci oksietilena značajno smanjuju van der Waalsove sile između čestica, što ih čini odličnim disperzantima. Blok kopolimeri propilen oksida i etilen oksida posebno su pogodni za upotrebu kao disperzanti. Njihovi dugi lanci polioksietilena poboljšavaju topljivost u vodi, dok njihove proširene hidrofobne grupe polipropilen oksida potiču jaču adsorpciju na čvrste čestice; stoga su kopolimeri s dugim lancima obje komponente vrlo idealni kao disperzanti.
Kada se kombinuju jonski i nejonski surfaktanti, miješani sistem ne samo da omogućava molekulima da se prošire u vodenu fazu, formirajući sternu barijeru koja sprečava agregaciju čestica, već i pojačava čvrstoću međufaznog filma na čvrstim česticama. Dakle, za miješani sistem, sve dok povećana rastvorljivost surfaktanata u vodenoj fazi značajno ne inhibira njihovu adsorpciju na površini čestica, disperzant sa dužim hidrofobnim lancima će pokazati superiorne disperzione performanse.
Vrijeme objave: 31. decembar 2025.