Les systèmes de dispersion aqueuse sont les plus couramment utilisés et permettent généralement d'analyser la relation entre la structure des tensioactifs et leur dispersibilité. Ces particules solides hydrophobes peuvent adsorber les groupements hydrophobes des tensioactifs. Dans le cas des tensioactifs anioniques, les groupements hydrophiles externes se repoussent en raison de leurs charges identiques. Il est évident que l'efficacité d'adsorption des tensioactifs augmente avec la longueur de la chaîne hydrophobe ; ainsi, les tensioactifs à chaîne carbonée longue présentent une meilleure dispersibilité que ceux à chaîne courte.
L'augmentation de l'hydrophilie des tensioactifs tend à accroître leur solubilité dans l'eau, réduisant ainsi leur adsorption à la surface des particules. Cet effet est d'autant plus marqué que la force d'interaction entre le tensioactif et les particules est faible. Par exemple, lors de la préparation de systèmes de dispersion aqueuse de colorants, des dispersants lignosulfonates fortement sulfonés peuvent être utilisés pour les colorants fortement hydrophobes afin de former des systèmes de dispersion présentant une excellente stabilité thermique. Cependant, l'application du même dispersant à des colorants hydrophiles conduit à une faible stabilité thermique ; en revanche, l'utilisation de dispersants lignosulfonates moins sulfonés permet d'obtenir des systèmes de dispersion présentant une bonne stabilité thermique. Ceci s'explique par le fait que les dispersants fortement sulfonés présentent une solubilité élevée à haute température, ce qui les amène à se détacher facilement de la surface des colorants hydrophiles, où l'interaction initiale est déjà faible, réduisant ainsi la dispersibilité.
Si les particules dispersées portent elles-mêmes des charges électriques et qu'un tensioactif de charge opposée est choisi, une floculation peut se produire avant la neutralisation des charges. Ce n'est qu'après l'adsorption d'une seconde couche de tensioactif sur les particules neutralisées qu'une dispersion stable peut être obtenue. Si un tensioactif de charge identique est choisi, son adsorption sur les particules devient difficile ; de même, une adsorption suffisante pour stabiliser la dispersion n'est obtenue qu'à des concentrations élevées. En pratique, les dispersants ioniques utilisés contiennent généralement plusieurs groupes ioniques répartis.sur l'ensemble de la molécule tensioactive, tandis que leurs groupes hydrophobes sont constitués de chaînes hydrocarbonées insaturées avec des groupes polaires tels que des cycles aromatiques ou des liaisons éther.
Dans le cas des tensioactifs non ioniques à base de polyoxyéthylène, les chaînes de polyoxyéthylène fortement hydratées s'étendent dans la phase aqueuse selon une conformation enroulée, créant ainsi une barrière stérique efficace contre l'agrégation des particules solides. Parallèlement, l'épaisseur et la structure multicouche de ces chaînes réduisent significativement les forces de van der Waals entre les particules, ce qui en fait d'excellents dispersants. Les copolymères séquencés d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène sont particulièrement adaptés à une utilisation comme dispersants. Leurs longues chaînes de polyoxyéthylène améliorent leur solubilité dans l'eau, tandis que leurs groupes hydrophobes d'oxyde de polypropylène étendus favorisent une adsorption plus forte sur les particules solides ; de ce fait, les copolymères comportant de longues chaînes des deux composants sont des dispersants particulièrement intéressants.
L'association de tensioactifs ioniques et non ioniques permet non seulement aux molécules de s'étendre dans la phase aqueuse, formant ainsi une barrière stérique qui empêche l'agrégation des particules, mais aussi de renforcer le film interfacial sur les particules solides. Par conséquent, dans ce système mixte, tant que la solubilité accrue des tensioactifs dans la phase aqueuse n'inhibe pas significativement leur adsorption à la surface des particules, le dispersant à chaînes hydrophobes plus longues présentera des performances de dispersion supérieures.
Date de publication : 31 décembre 2025