Os sistemas de dispersión acuosa son os máis empregados e pódense empregar normalmente para analizar a relación entre a estrutura do surfactante e a dispersabilidade. Como partículas sólidas hidrofóbicas, poden adsorber os grupos hidrofóbicos dos surfactantes. No caso dos surfactantes aniónicos, os grupos hidrofílicos orientados cara a fóra repélense entre si debido ás súas cargas idénticas. É evidente que a eficiencia de adsorción dos surfactantes aumenta coa lonxitude da cadea hidrofóbica e, polo tanto, os surfactantes con cadeas de carbono máis longas presentan unha mellor dispersabilidade que aqueles con cadeas máis curtas.
Aumentar a hidrofilicidade dos surfactantes tende a mellorar a súa solubilidade en auga, reducindo así a súa adsorción na superficie das partículas. Este efecto faise máis pronunciado cando a forza de interacción entre o surfactante e as partículas é débil. Por exemplo, na preparación de sistemas de dispersión acuosa de colorantes, pódense usar dispersantes de lignosulfonato altamente sulfonados para colorantes fortemente hidrófobos para formar sistemas de dispersión con excelente estabilidade térmica. Non obstante, a aplicación do mesmo dispersante a colorantes hidrófilos resulta nunha mala estabilidade térmica; pola contra, o uso de dispersantes de lignosulfonato cun menor grao de sulfonación produce sistemas de dispersión con boa estabilidade térmica. A razón disto é que os dispersantes altamente sulfonados teñen unha alta solubilidade a temperaturas elevadas, o que fai que se desprendan facilmente da superficie dos colorantes hidrófilos, onde a interacción orixinal xa é débil, o que reduce a dispersabilidade.
Se as propias partículas dispersas levan cargas eléctricas e se selecciona un surfactante con cargas opostas, pode producirse floculación antes de que as cargas das partículas sexan neutralizadas. Só despois de que se adsorba unha segunda capa de surfactante sobre as partículas neutralizadas por carga pódese conseguir unha dispersión estable. Se se selecciona un surfactante con cargas idénticas, a adsorción do surfactante sobre as partículas faise difícil; do mesmo xeito, só se consegue unha adsorción suficiente para estabilizar a dispersión en altas concentracións. Na práctica, os dispersantes iónicos utilizados adoitan conter múltiples grupos iónicos distribuídosen toda a molécula surfactante, mentres que os seus grupos hidrofóbicos constan de cadeas de hidrocarburos insaturados con grupos polares como aneis aromáticos ou enlaces éter.
Para os surfactantes non iónicos de polioxietileno, as cadeas de polioxietileno altamente hidratadas esténdense á fase acuosa nunha conformación rizada, creando unha barreira estérica eficaz contra a agregación de partículas sólidas. Mentres tanto, as cadeas de oxietileno hidratadas, grosas e de varias capas, reducen significativamente as forzas de van der Waals entre as partículas, o que as converte en excelentes dispersantes. Os copolímeros en bloque de óxido de propileno e óxido de etileno son particularmente axeitados para o seu uso como dispersantes. As súas longas cadeas de polioxietileno melloran a solubilidade en auga, mentres que os seus grupos hidrofóbicos de óxido de polipropileno estendidos promoven unha adsorción máis forte sobre partículas sólidas; polo tanto, os copolímeros con cadeas longas de ambos os compoñentes son moi ideais como dispersantes.
Cando se combinan surfactantes iónicos e non iónicos, o sistema mesturado non só permite que as moléculas se estendan á fase acuosa, formando unha barreira estérica que impide a agregación de partículas, senón que tamén mellora a resistencia da película interfacial sobre as partículas sólidas. Polo tanto, para o sistema mesturado, sempre que o aumento da solubilidade dos surfactantes na fase acuosa non inhiba significativamente a súa adsorción na superficie das partículas, o dispersante con cadeas hidrofóbicas máis longas mostrará un rendemento de dispersión superior.
Data de publicación: 31 de decembro de 2025