Najčešće se koriste vodeni disperzijski sustavi koji se obično mogu primijeniti za analizu odnosa između strukture surfaktanata i disperzibilnosti. Kao hidrofobne čvrste čestice, mogu adsorbirati hidrofobne skupine surfaktanata. U slučaju anionskih surfaktanata, hidrofilne skupine okrenute prema van međusobno se odbijaju zbog identičnih naboja. Očito je da učinkovitost adsorpcije surfaktanata raste s duljinom hidrofobnog lanca, te stoga surfaktanti s duljim ugljikovim lancima pokazuju bolju disperzibilnost od onih s kraćim lancima.
Povećanje hidrofilnosti surfaktanata obično povećava njihovu topljivost u vodi, čime se smanjuje njihova adsorpcija na površini čestica. Taj učinak postaje izraženiji kada je sila interakcije između surfaktanta i čestica slaba. Na primjer, u pripremi vodenih disperzijskih sustava boja, visoko sulfonirani lignosulfonatni disperzanti mogu se koristiti za jako hidrofobne boje kako bi se formirali disperzijski sustavi s izvrsnom toplinskom stabilnošću. Međutim, primjena istog disperzanta na hidrofilne boje rezultira lošom toplinskom stabilnošću; nasuprot tome, korištenje lignosulfonatnih disperzanta s nižim stupnjem sulfonacije daje disperzijske sustave s dobrom toplinskom stabilnošću. Razlog tome je što visoko sulfonirani disperzanti imaju visoku topljivost na povišenim temperaturama, što uzrokuje njihovo lako odvajanje od površine hidrofilnih boja, gdje je izvorna interakcija već slaba, čime se smanjuje disperzibilnost.
Ako same dispergirane čestice nose električne naboje i odabere se surfaktant s suprotnim nabojima, flokulacija se može dogoditi prije nego što se naboji na česticama neutraliziraju. Tek nakon što se drugi sloj surfaktanta adsorbira na čestice s neutraliziranim nabojem, može se postići stabilna disperzija. Ako se odabere surfaktant s identičnim nabojima, adsorpcija surfaktanta na čestice postaje teška; slično tome, dovoljna adsorpcija za stabilizaciju disperzije postiže se samo pri visokim koncentracijama. U praksi, korišteni ionski disperzanti obično sadrže više ionskih skupina raspoređenihpreko cijele molekule surfaktanta, dok se njihove hidrofobne skupine sastoje od nezasićenih ugljikovodičnih lanaca s polarnim skupinama poput aromatskih prstenova ili eterskih veza.
Kod neionskih surfaktanata polioksietilena, visoko hidratizirani lanci polioksietilena protežu se u vodenu fazu u uvijenoj konformaciji, stvarajući učinkovitu sternu barijeru protiv agregacije krutih čestica. U međuvremenu, debeli, višeslojni hidratizirani lanci oksietilena značajno smanjuju van der Waalsove sile između čestica, što ih čini izvrsnim disperzantima. Blok kopolimeri propilen oksida i etilen oksida posebno su prikladni za upotrebu kao disperzanti. Njihovi dugi lanci polioksietilena povećavaju topljivost u vodi, dok njihove proširene hidrofobne skupine polipropilen oksida potiču jaču adsorpciju na krute čestice; stoga su kopolimeri s dugim lancima obje komponente vrlo idealni kao disperzanti.
Kada se ionski i neionski surfaktanti kombiniraju, miješani sustav ne samo da omogućuje molekulama da se protežu u vodenu fazu, stvarajući sternu barijeru koja sprječava agregaciju čestica, već i povećava čvrstoću međufaznog filma na krutim česticama. Dakle, za miješani sustav, sve dok povećana topljivost surfaktanata u vodenoj fazi značajno ne inhibira njihovu adsorpciju na površini čestica, disperzant s duljim hidrofobnim lancima pokazat će superiorne disperzijske performanse.
Vrijeme objave: 31. prosinca 2025.