Kõige sagedamini kasutatakse vesidispersioonisüsteeme ja neid saab tavaliselt kasutada pindaktiivsete ainete struktuuri ja dispergeeruvuse vahelise seose analüüsimiseks. Hüdrofoobsete tahkete osakestena suudavad nad adsorbeerida pindaktiivsete ainete hüdrofoobseid rühmi. Anioonsete pindaktiivsete ainete puhul tõukuvad väljapoole suunatud hüdrofiilsed rühmad üksteist oma identsete laengute tõttu. On ilmne, et pindaktiivsete ainete adsorptsiooni efektiivsus suureneb hüdrofoobse ahela pikkusega ja seega on pikemate süsinikahelatega pindaktiivsetel ainetel parem dispergeeruvus kui lühemate ahelatega pindaktiivsetel ainetel.
Pindaktiivsete ainete hüdrofiilsuse suurendamine kipub parandama nende lahustuvust vees, vähendades seeläbi nende adsorptsiooni osakeste pinnale. See efekt muutub selgemaks, kui pindaktiivse aine ja osakeste vaheline interaktsioonjõud on nõrk. Näiteks vesipõhiste värvainete dispersioonsüsteemide valmistamisel saab tugevalt sulfoniseeritud lignosulfonaatdispergeerivaid aineid kasutada tugevalt hüdrofoobsete värvainete jaoks, et moodustada suurepärase termilise stabiilsusega dispersioonsüsteeme. Sama dispergeeriva aine pealekandmine hüdrofiilsetele värvainetele annab aga halva termilise stabiilsuse; seevastu madalama sulfoneerimisastmega lignosulfonaatdispergeerivate ainete kasutamine annab hea termilise stabiilsusega dispersioonsüsteemid. Selle põhjuseks on see, et tugevalt sulfoniseeritud dispergeerivatel ainetel on kõrge lahustuvus kõrgetel temperatuuridel, mistõttu nad eralduvad kergesti hüdrofiilsete värvainete pinnalt, kus algne interaktsioon on juba nõrk, vähendades seega dispergeeritavust.
Kui dispergeeritud osakesed ise kannavad elektrilaenguid ja valitakse vastupidise laenguga pindaktiivne aine, võib flokulatsioon toimuda enne osakeste laengute neutraliseerimist. Stabiilse dispersiooni saab saavutada alles pärast seda, kui laenguga neutraliseeritud osakestele on adsorbeeritud teine pindaktiivse aine kiht. Kui valitakse identse laenguga pindaktiivne aine, muutub pindaktiivse aine adsorbeerimine osakestele keeruliseks; samamoodi saavutatakse dispersiooni stabiliseerimiseks piisav adsorptsioon ainult suurte kontsentratsioonide korral. Praktikas sisaldavad kasutatavad ioonsed dispergeerivad ained tavaliselt mitut ioonrühma, mis on jaotatudkogu pindaktiivse aine molekulis, samas kui nende hüdrofoobsed rühmad koosnevad küllastumata süsivesinikahelatest, millel on polaarsed rühmad, näiteks aromaatsed tsüklid või eetrisidemed.
Polüoksüetüleeni mitteioonsete pindaktiivsete ainete puhul ulatuvad tugevalt hüdreeritud polüoksüetüleeni ahelad vesifaasi keerdunud kujul, luues tõhusa steerilise barjääri tahkete osakeste agregatsiooni vastu. Samal ajal vähendavad paksud, mitmekihilised hüdreeritud oksüetüleeni ahelad oluliselt osakeste vahelisi van der Waalsi jõude, muutes need suurepärasteks dispergeerivateks aineteks. Propüleenoksiidi ja etüleenoksiidi plokk-kopolümeerid sobivad eriti hästi dispergeerivate ainetena kasutamiseks. Nende pikad polüoksüetüleeni ahelad parandavad vees lahustuvust, samas kui nende pikendatud polüpropüleenoksiidi hüdrofoobsed rühmad soodustavad tugevamat adsorptsiooni tahketele osakestele; seetõttu on mõlema komponendi pikkade ahelatega kopolümeerid dispergeerivate ainetena väga ideaalsed.
Ioonsete ja mitteioonsete pindaktiivsete ainete kombineerimisel ei võimalda segasüsteem mitte ainult molekulidel ulatuda vesifaasi, moodustades steerilise barjääri, mis hoiab ära osakeste agregatsiooni, vaid suurendab ka tahkete osakeste vahelise faasi kile tugevust. Seega segasüsteemi puhul, kui pindaktiivsete ainete suurenenud lahustuvus vesifaasis ei takista oluliselt nende adsorptsiooni osakeste pinnal, on pikemate hüdrofoobsete ahelatega dispergeeriva aine dispergeerimisvõime parem.
Postituse aeg: 31. detsember 2025