I sistemi di dispersione acquosa sono i più comunemente utilizzati e possono essere tipicamente impiegati per analizzare la relazione tra struttura e disperdibilità del tensioattivo. Essendo particelle solide idrofobiche, possono adsorbire i gruppi idrofobici dei tensioattivi. Nel caso dei tensioattivi anionici, i gruppi idrofili rivolti verso l'esterno si respingono a causa delle loro cariche identiche. È evidente che l'efficienza di adsorbimento dei tensioattivi aumenta con la lunghezza della catena idrofobica, e quindi i tensioattivi con catene di carbonio più lunghe mostrano una migliore disperdibilità rispetto a quelli con catene più corte.
L'aumento dell'idrofilia dei tensioattivi tende ad aumentare la loro solubilità in acqua, riducendone così l'adsorbimento sulla superficie delle particelle. Questo effetto diventa più pronunciato quando la forza di interazione tra il tensioattivo e le particelle è debole. Ad esempio, nella preparazione di sistemi di dispersione di coloranti acquosi, i disperdenti ligninsolfonati altamente solfonati possono essere utilizzati per coloranti fortemente idrofobici per formare sistemi di dispersione con eccellente stabilità termica. Tuttavia, l'applicazione dello stesso disperdente a coloranti idrofili si traduce in una scarsa stabilità termica; al contrario, l'utilizzo di disperdenti ligninsolfonati con un grado di solfonazione inferiore produce sistemi di dispersione con buona stabilità termica. La ragione di ciò è che i disperdenti altamente solfonati hanno un'elevata solubilità a temperature elevate, il che li porta a staccarsi facilmente dalla superficie dei coloranti idrofili, dove l'interazione originale è già debole, riducendone così la disperdibilità.
Se le particelle disperse stesse trasportano cariche elettriche e viene selezionato un tensioattivo con cariche opposte, la flocculazione può verificarsi prima che le cariche sulle particelle vengano neutralizzate. Solo dopo che un secondo strato di tensioattivo è stato adsorbito sulle particelle con carica neutralizzata si può ottenere una dispersione stabile. Se viene selezionato un tensioattivo con cariche identiche, l'adsorbimento del tensioattivo sulle particelle diventa difficile; analogamente, un adsorbimento sufficiente a stabilizzare la dispersione si ottiene solo ad alte concentrazioni. In pratica, i disperdenti ionici utilizzati di solito contengono più gruppi ionici distribuiti.nell'intera molecola del tensioattivo, mentre i loro gruppi idrofobici sono costituiti da catene di idrocarburi insaturi con gruppi polari come anelli aromatici o legami eterei.
Per i tensioattivi non ionici a base di poliossietilene, le catene poliossietilene altamente idratate si estendono nella fase acquosa in una conformazione arricciata, creando un'efficace barriera sterica contro l'aggregazione di particelle solide. Allo stesso tempo, le spesse catene ossietilene idratate multistrato riducono significativamente le forze di van der Waals tra le particelle, rendendole eccellenti disperdenti. I copolimeri a blocchi di ossido di propilene e ossido di etilene sono particolarmente adatti all'uso come disperdenti. Le loro lunghe catene poliossietilene migliorano la solubilità in acqua, mentre i loro estesi gruppi idrofobici di ossido di polipropilene promuovono un adsorbimento più forte sulle particelle solide; pertanto, i copolimeri con lunghe catene di entrambi i componenti sono altamente ideali come disperdenti.
Combinando tensioattivi ionici e non ionici, il sistema misto non solo consente alle molecole di estendersi nella fase acquosa, formando una barriera sterica che impedisce l'aggregazione delle particelle, ma aumenta anche la resistenza del film interfacciale sulle particelle solide. Pertanto, nel sistema misto, finché la maggiore solubilità dei tensioattivi nella fase acquosa non ne inibisce significativamente l'adsorbimento sulla superficie delle particelle, il disperdente con catene idrofobiche più lunghe mostrerà prestazioni disperdenti superiori.
Data di pubblicazione: 31-12-2025