Els sistemes de dispersió aquosa són els més utilitzats i normalment es poden emprar per analitzar la relació entre l'estructura del tensioactiu i la dispersabilitat. Com a partícules sòlides hidrofòbiques, poden adsorbir els grups hidrofòbics dels tensioactius. En el cas dels tensioactius aniònics, els grups hidrofílics orientats cap a l'exterior es repel·leixen entre si a causa de les seves càrregues idèntiques. És evident que l'eficiència d'adsorció dels tensioactius augmenta amb la longitud de la cadena hidrofòbica i, per tant, els tensioactius amb cadenes de carboni més llargues presenten una millor dispersabilitat que els que tenen cadenes més curtes.
L'augment de la hidrofilicitat dels tensioactius tendeix a augmentar la seva solubilitat en aigua, reduint així la seva adsorció a la superfície de les partícules. Aquest efecte es torna més pronunciat quan la força d'interacció entre el tensioactiu i les partícules és feble. Per exemple, en la preparació de sistemes de dispersió de colorants aquosos, es poden utilitzar dispersants lignosulfonats altament sulfonats per a colorants fortament hidròfobs per formar sistemes de dispersió amb una excel·lent estabilitat tèrmica. Tanmateix, l'aplicació del mateix dispersant a colorants hidròfils resulta en una mala estabilitat tèrmica; en canvi, l'ús de dispersants lignosulfonats amb un grau de sulfonació més baix produeix sistemes de dispersió amb bona estabilitat tèrmica. La raó d'això és que els dispersants altament sulfonats tenen una alta solubilitat a temperatures elevades, cosa que fa que es desprenguin fàcilment de la superfície dels colorants hidròfils, on la interacció original ja és feble, reduint així la dispersabilitat.
Si les partícules disperses porten càrregues elèctriques i es selecciona un tensioactiu amb càrregues oposades, es pot produir floculació abans que les càrregues de les partícules siguin neutralitzades. Només després que una segona capa de tensioactiu s'hagi adsorbit sobre les partícules neutralitzades per càrrega es pot aconseguir una dispersió estable. Si es selecciona un tensioactiu amb càrregues idèntiques, l'adsorció del tensioactiu sobre les partícules esdevé difícil; de la mateixa manera, només s'aconsegueix una adsorció suficient per estabilitzar la dispersió a altes concentracions. A la pràctica, els dispersants iònics utilitzats solen contenir múltiples grups iònics distribuïtsa tota la molècula de tensioactiu, mentre que els seus grups hidrofòbics consisteixen en cadenes d'hidrocarburs insaturats amb grups polars com ara anells aromàtics o enllaços èter.
En el cas dels tensioactius no iònics de polioxietilè, les cadenes de polioxietilè altament hidratades s'estenen a la fase aquosa en una conformació arrissada, creant una barrera estèrica eficaç contra l'agregació de partícules sòlides. Mentrestant, les cadenes d'oxietilè hidratades, gruixudes i multicapa, redueixen significativament les forces de van der Waals entre les partícules, convertint-les en excel·lents dispersants. Els copolímers de bloc d'òxid de propilè i òxid d'etilè són particularment adequats per al seu ús com a dispersants. Les seves llargues cadenes de polioxietilè milloren la solubilitat en aigua, mentre que els seus grups hidrofòbics d'òxid de polipropilè estesos promouen una adsorció més forta sobre partícules sòlides; per tant, els copolímers amb cadenes llargues d'ambdós components són molt ideals com a dispersants.
Quan es combinen tensioactius iònics i no iònics, el sistema mixt no només permet que les molècules s'estengui a la fase aquosa, formant una barrera estèrica que impedeix l'agregació de partícules, sinó que també millora la resistència de la pel·lícula interfacial sobre les partícules sòlides. Així, per al sistema mixt, sempre que l'augment de la solubilitat dels tensioactius en la fase aquosa no inhibeixi significativament la seva adsorció a la superfície de la partícula, el dispersant amb cadenes hidrofòbiques més llargues mostrarà un rendiment de dispersió superior.
Data de publicació: 31 de desembre de 2025