Los sistemas de dispersión acuosa son los más utilizados y suelen emplearse para analizar la relación entre la estructura y la dispersabilidad de los surfactantes. Como partículas sólidas hidrofóbicas, pueden adsorber los grupos hidrofóbicos de los surfactantes. En el caso de los surfactantes aniónicos, los grupos hidrofílicos externos se repelen debido a sus cargas idénticas. Es evidente que la eficiencia de adsorción de los surfactantes aumenta con la longitud de la cadena hidrofóbica, por lo que los surfactantes con cadenas de carbono más largas presentan una mejor dispersabilidad que aquellos con cadenas más cortas.
El aumento de la hidrofilicidad de los surfactantes tiende a mejorar su solubilidad en agua, reduciendo así su adsorción en la superficie de las partículas. Este efecto se acentúa cuando la fuerza de interacción entre el surfactante y las partículas es débil. Por ejemplo, en la preparación de sistemas de dispersión de colorantes acuosos, se pueden utilizar dispersantes de lignosulfonato altamente sulfonados para colorantes fuertemente hidrofóbicos para formar sistemas de dispersión con excelente estabilidad térmica. Sin embargo, la aplicación del mismo dispersante a colorantes hidrofílicos resulta en una estabilidad térmica deficiente; por el contrario, el uso de dispersantes de lignosulfonato con un menor grado de sulfonación produce sistemas de dispersión con buena estabilidad térmica. Esto se debe a que los dispersantes altamente sulfonados presentan una alta solubilidad a temperaturas elevadas, lo que provoca que se desprendan fácilmente de la superficie de los colorantes hidrofílicos, donde la interacción original ya es débil, reduciendo así la dispersabilidad.
Si las partículas dispersas portan cargas eléctricas y se selecciona un surfactante con cargas opuestas, la floculación puede ocurrir antes de que se neutralicen las cargas de las partículas. Solo después de que una segunda capa de surfactante se adsorba sobre las partículas con carga neutralizada se puede lograr una dispersión estable. Si se selecciona un surfactante con cargas idénticas, su adsorción sobre las partículas se dificulta; de igual manera, la adsorción suficiente para estabilizar la dispersión solo se logra a altas concentraciones. En la práctica, los dispersantes iónicos utilizados suelen contener múltiples grupos iónicos distribuidos.en toda la molécula de surfactante, mientras que sus grupos hidrófobos consisten en cadenas de hidrocarburos insaturados con grupos polares como anillos aromáticos o enlaces éter.
En los tensioactivos no iónicos de polioxietileno, las cadenas de polioxietileno altamente hidratadas se extienden en la fase acuosa en una conformación rizada, creando una barrera estérica eficaz contra la agregación de partículas sólidas. Por otro lado, las gruesas cadenas multicapa de oxietileno hidratado reducen significativamente las fuerzas de van der Waals entre partículas, lo que los convierte en excelentes dispersantes. Los copolímeros en bloque de óxido de propileno y óxido de etileno son especialmente adecuados como dispersantes. Sus largas cadenas de polioxietileno mejoran la solubilidad en agua, mientras que sus grupos hidrófobos extendidos de óxido de polipropileno promueven una mayor adsorción sobre partículas sólidas; por lo tanto, los copolímeros con cadenas largas de ambos componentes son ideales como dispersantes.
Al combinar tensioactivos iónicos y no iónicos, el sistema mixto no solo permite que las moléculas se extiendan a la fase acuosa, formando una barrera estérica que previene la agregación de partículas, sino que también mejora la resistencia de la película interfacial sobre las partículas sólidas. Por lo tanto, en el sistema mixto, siempre que la mayor solubilidad de los tensioactivos en la fase acuosa no inhiba significativamente su adsorción en la superficie de las partículas, el dispersante con cadenas hidrófobas más largas exhibirá un rendimiento de dispersión superior.
Hora de publicación: 31 de diciembre de 2025