Τα συστήματα υδατικής διασποράς χρησιμοποιούνται συχνότερα και συνήθως μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση της σχέσης μεταξύ της δομής των επιφανειοδραστικών ουσιών και της διασποράς τους. Ως υδρόφοβα στερεά σωματίδια, μπορούν να προσροφήσουν τις υδρόφοβες ομάδες των επιφανειοδραστικών ουσιών. Στην περίπτωση των ανιονικών επιφανειοδραστικών ουσιών, οι υδρόφιλες ομάδες που είναι στραμμένες προς τα έξω απωθούνται λόγω των πανομοιότυπων φορτίων τους. Είναι προφανές ότι η αποτελεσματικότητα προσρόφησης των επιφανειοδραστικών ουσιών αυξάνεται με το μήκος της υδρόφοβης αλυσίδας και, επομένως, τα επιφανειοδραστικά με μεγαλύτερες αλυσίδες άνθρακα εμφανίζουν καλύτερη διασπορά από εκείνα με μικρότερες αλυσίδες.
Η αύξηση της υδροφιλικότητας των επιφανειοδραστικών ουσιών τείνει να ενισχύει τη διαλυτότητά τους στο νερό, μειώνοντας έτσι την προσρόφησή τους στην επιφάνεια των σωματιδίων. Αυτό το φαινόμενο γίνεται πιο έντονο όταν η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ του επιφανειοδραστικού και των σωματιδίων είναι ασθενής. Για παράδειγμα, στην παρασκευή υδατικών συστημάτων διασποράς χρωστικών ουσιών, τα διασπορευτικά με υψηλή σουλφονωμένη λιγνοσουλφονική δράση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ισχυρά υδρόφοβες χρωστικές ουσίες για να σχηματίσουν συστήματα διασποράς με εξαιρετική θερμική σταθερότητα. Ωστόσο, η εφαρμογή του ίδιου διασπορευτικού σε υδρόφιλες χρωστικές ουσίες έχει ως αποτέλεσμα κακή θερμική σταθερότητα. Αντίθετα, η χρήση διασπορευτικών με χαμηλότερο βαθμό σουλφονίωσης αποδίδει συστήματα διασποράς με καλή θερμική σταθερότητα. Ο λόγος για αυτό είναι ότι τα διασπορευτικά με υψηλή σουλφονωμένη δράση έχουν υψηλή διαλυτότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα να αποσπώνται εύκολα από την επιφάνεια των υδρόφιλων χρωστικών ουσιών, όπου η αρχική αλληλεπίδραση είναι ήδη ασθενής, μειώνοντας έτσι τη διασπορά.
Εάν τα ίδια τα διασπαρμένα σωματίδια φέρουν ηλεκτρικά φορτία και επιλεγεί ένα επιφανειοδραστικό με αντίθετα φορτία, μπορεί να συμβεί συσσωμάτωση πριν εξουδετερωθούν τα φορτία των σωματιδίων. Μόνο αφού προσροφηθεί ένα δεύτερο στρώμα επιφανειοδραστικής ουσίας στα σωματίδια με εξουδετερωμένο φορτίο μπορεί να επιτευχθεί σταθερή διασπορά. Εάν επιλεγεί ένα επιφανειοδραστικό με πανομοιότυπα φορτία, η προσρόφηση του επιφανειοδραστικού στα σωματίδια καθίσταται δύσκολη. Ομοίως, επαρκής προσρόφηση για τη σταθεροποίηση της διασποράς επιτυγχάνεται μόνο σε υψηλές συγκεντρώσεις. Στην πράξη, τα ιοντικά διασποράς που χρησιμοποιούνται συνήθως περιέχουν πολλαπλές ιονικές ομάδες κατανεμημένεςσε ολόκληρο το μόριο της επιφανειοδραστικής ουσίας, ενώ οι υδρόφοβες ομάδες τους αποτελούνται από ακόρεστες υδρογονανθρακικές αλυσίδες με πολικές ομάδες όπως αρωματικοί δακτύλιοι ή αιθερικοί δεσμοί.
Για τα μη ιονικά επιφανειοδραστικά πολυοξυαιθυλενίου, οι υψηλά ενυδατωμένες αλυσίδες πολυοξυαιθυλενίου εκτείνονται στην υδατική φάση σε μια καμπυλωτή διαμόρφωση, δημιουργώντας ένα αποτελεσματικό στερεοχημικό φράγμα κατά της συσσωμάτωσης στερεών σωματιδίων. Εν τω μεταξύ, οι παχιές, πολυστρωματικές ενυδατωμένες αλυσίδες οξυαιθυλενίου μειώνουν σημαντικά τις δυνάμεις van der Waals μεταξύ των σωματιδίων, καθιστώντας τες εξαιρετικούς διασπορείς. Τα μπλοκ συμπολυμερή προπυλενοξειδίου και αιθυλενοξειδίου είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για χρήση ως διασπορείς. Οι μακριές αλυσίδες πολυοξυαιθυλενίου τους ενισχύουν τη διαλυτότητα στο νερό, ενώ οι εκτεταμένες υδρόφοβες ομάδες πολυπροπυλενοξειδίου τους προάγουν ισχυρότερη προσρόφηση σε στερεά σωματίδια. Επομένως, τα συμπολυμερή με μακριές αλυσίδες και των δύο συστατικών είναι εξαιρετικά ιδανικά ως διασπορείς.
Όταν συνδυάζονται ιονικές και μη ιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες, το μικτό σύστημα όχι μόνο επιτρέπει στα μόρια να εκτείνονται στην υδατική φάση, σχηματίζοντας ένα στερεοχημικό φράγμα που εμποδίζει τη συσσωμάτωση των σωματιδίων, αλλά επίσης ενισχύει την αντοχή της διεπιφανειακής μεμβράνης στα στερεά σωματίδια. Έτσι, για το μικτό σύστημα, εφόσον η αυξημένη διαλυτότητα των επιφανειοδραστικών ουσιών στην υδατική φάση δεν αναστέλλει σημαντικά την προσρόφησή τους στην επιφάνεια των σωματιδίων, το διασπορέας με μεγαλύτερες υδρόφοβες αλυσίδες θα επιδεικνύει ανώτερη απόδοση διασποράς.
Ώρα δημοσίευσης: 31 Δεκεμβρίου 2025