Sistem dispersi berair paling umum digunakan, dan biasanya dapat digunakan untuk menganalisis hubungan antara struktur surfaktan dan dispersibilitas. Sebagai partikel padat hidrofobik, partikel tersebut dapat menyerap gugus hidrofobik surfaktan. Dalam kasus surfaktan anionik, gugus hidrofilik yang menghadap ke luar saling tolak menolak karena muatannya yang identik. Jelas bahwa efisiensi adsorpsi surfaktan meningkat seiring dengan panjang rantai hidrofobik, dan dengan demikian surfaktan dengan rantai karbon yang lebih panjang menunjukkan dispersibilitas yang lebih baik daripada surfaktan dengan rantai yang lebih pendek.
Meningkatkan hidrofilisitas surfaktan cenderung meningkatkan kelarutannya dalam air, sehingga mengurangi adsorpsi pada permukaan partikel. Efek ini menjadi lebih nyata ketika gaya interaksi antara surfaktan dan partikel lemah. Misalnya, dalam pembuatan sistem dispersi pewarna berair, dispersan lignosulfonat yang sangat tersulfonasi dapat digunakan untuk pewarna yang sangat hidrofobik untuk membentuk sistem dispersi dengan stabilitas termal yang sangat baik. Namun, menerapkan dispersan yang sama pada pewarna hidrofilik menghasilkan stabilitas termal yang buruk; sebaliknya, menggunakan dispersan lignosulfonat dengan derajat sulfonasi yang lebih rendah menghasilkan sistem dispersi dengan stabilitas termal yang baik. Alasannya adalah dispersan yang sangat tersulfonasi memiliki kelarutan tinggi pada suhu tinggi, menyebabkan mereka mudah terlepas dari permukaan pewarna hidrofilik, di mana interaksi awalnya sudah lemah, sehingga mengurangi kemampuan dispersi.
Jika partikel yang terdispersi itu sendiri membawa muatan listrik dan surfaktan dengan muatan berlawanan dipilih, flokulasi dapat terjadi sebelum muatan pada partikel dinetralkan. Hanya setelah lapisan surfaktan kedua teradsorpsi pada partikel yang muatannya telah dinetralkan, dispersi yang stabil dapat dicapai. Jika surfaktan dengan muatan identik dipilih, adsorpsi surfaktan pada partikel menjadi sulit; demikian pula, adsorpsi yang cukup untuk menstabilkan dispersi hanya tercapai pada konsentrasi tinggi. Dalam praktiknya, dispersan ionik yang digunakan biasanya mengandung beberapa gugus ionik yang terdistribusi.di seluruh molekul surfaktan, sedangkan gugus hidrofobiknya terdiri dari rantai hidrokarbon tak jenuh dengan gugus polar seperti cincin aromatik atau ikatan eter.
Untuk surfaktan nonionik polioksietilen, rantai polioksietilen yang sangat terhidrasi memanjang ke fase air dalam konformasi melengkung, menciptakan penghalang sterik yang efektif terhadap agregasi partikel padat. Sementara itu, rantai oksietilen terhidrasi yang tebal dan berlapis-lapis secara signifikan mengurangi gaya van der Waals antar partikel, menjadikannya dispersan yang sangat baik. Kopolimer blok propilen oksida dan etilen oksida sangat cocok untuk digunakan sebagai dispersan. Rantai polioksietilennya yang panjang meningkatkan kelarutan dalam air, sementara gugus hidrofobik polipropilen oksida yang memanjang mendorong adsorpsi yang lebih kuat pada partikel padat; oleh karena itu, kopolimer dengan rantai panjang dari kedua komponen sangat ideal sebagai dispersan.
Ketika surfaktan ionik dan nonionik digabungkan, sistem campuran tersebut tidak hanya memungkinkan molekul untuk meluas ke fase air, membentuk penghalang sterik yang mencegah agregasi partikel, tetapi juga meningkatkan kekuatan lapisan antarmuka pada partikel padat. Dengan demikian, untuk sistem campuran, selama peningkatan kelarutan surfaktan dalam fase air tidak secara signifikan menghambat adsorpsi surfaktan pada permukaan partikel, dispersan dengan rantai hidrofobik yang lebih panjang akan menunjukkan kinerja pendispersian yang lebih unggul.
Waktu posting: 31 Desember 2025