Vandige dispersionssystemer er de mest almindeligt anvendte, og de kan typisk anvendes til at analysere forholdet mellem overfladeaktivt stofs struktur og dispergerbarhed. Som hydrofobe faste partikler kan de adsorbere de hydrofobe grupper af overfladeaktive stoffer. I tilfælde af anioniske overfladeaktive stoffer frastøder de udadvendte hydrofile grupper hinanden på grund af deres identiske ladninger. Det er tydeligt, at adsorptionseffektiviteten af overfladeaktive stoffer stiger med længden af den hydrofobe kæde, og derfor udviser overfladeaktive stoffer med længere kulstofkæder bedre dispergerbarhed end dem med kortere kæder.
Forøgelse af overfladeaktive stoffers hydrofilicitet har en tendens til at forbedre deres opløselighed i vand, hvorved deres adsorption på partikeloverfladen reduceres. Denne effekt bliver mere udtalt, når interaktionskraften mellem det overfladeaktive stof og partiklerne er svag. For eksempel kan højsulfonerede lignosulfonatdispergeringsmidler anvendes til stærkt hydrofobe farvestoffer ved fremstilling af vandige farvestofdispersionssystemer til dannelse af dispersionssystemer med fremragende termisk stabilitet. Imidlertid resulterer anvendelse af det samme dispergeringsmiddel på hydrofile farvestoffer i dårlig termisk stabilitet; i modsætning hertil giver anvendelse af lignosulfonatdispergeringsmidler med en lavere sulfoneringsgrad dispersionssystemer med god termisk stabilitet. Årsagen til dette er, at højsulfonerede dispergeringsmidler har høj opløselighed ved forhøjede temperaturer, hvilket får dem til let at løsne sig fra overfladen af hydrofile farvestoffer, hvor den oprindelige interaktion allerede er svag, hvilket reducerer dispergerbarheden.
Hvis de dispergerede partikler selv bærer elektriske ladninger, og der vælges et overfladeaktivt stof med modsatte ladninger, kan der forekomme flokkulering, før ladningerne på partiklerne neutraliseres. Først efter at et andet lag overfladeaktivt stof er adsorberet på de ladningsneutraliserede partikler, kan stabil dispersion opnås. Hvis der vælges et overfladeaktivt stof med identiske ladninger, bliver adsorptionen af det overfladeaktive stof på partiklerne vanskelig; tilsvarende opnås tilstrækkelig adsorption til at stabilisere dispersionen kun ved høje koncentrationer. I praksis indeholder de anvendte ioniske dispergeringsmidler normalt flere iongrupper fordeltpå tværs af hele det overfladeaktive molekyle, mens deres hydrofobe grupper består af umættede kulbrintekæder med polære grupper såsom aromatiske ringe eller etherbindinger.
For ikke-ioniske polyoxyethylen-overfladeaktive stoffer strækker de højhydrerede polyoxyethylenkæder sig ind i den vandige fase i en krøllet konformation, hvilket skaber en effektiv sterisk barriere mod aggregering af faste partikler. Samtidig reducerer de tykke, flerlagede hydrerede oxyethylenkæder van der Waals-kræfterne mellem partiklerne betydeligt, hvilket gør dem til fremragende dispergeringsmidler. Blokcopolymerer af propylenoxid og ethylenoxid er særligt egnede til brug som dispergeringsmidler. Deres lange polyoxyethylenkæder forbedrer opløseligheden i vand, mens deres forlængede hydrofobe polypropylenoxidgrupper fremmer stærkere adsorption på faste partikler. Derfor er copolymerer med lange kæder af begge komponenter yderst ideelle som dispergeringsmidler.
Når ioniske og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer kombineres, gør det blandede system det ikke kun muligt for molekylerne at strække sig ind i den vandige fase og danne en sterisk barriere, der forhindrer partikelaggregering, men det forbedrer også styrken af grænsefladefilmen på de faste partikler. For det blandede system vil dispergeringsmidlet med længere hydrofobe kæder således udvise overlegen dispergeringsevne, så længe den øgede opløselighed af de overfladeaktive stoffer i den vandige fase ikke signifikant hæmmer deres adsorption på partikeloverfladen.
Udsendelsestidspunkt: 31. dec. 2025