수용액 분산 시스템은 가장 일반적으로 사용되며, 계면활성제의 구조와 분산성 사이의 관계를 분석하는 데 널리 활용됩니다. 소수성 고체 입자인 수용액 분산 시스템은 계면활성제의 소수성기를 흡착할 수 있습니다. 음이온성 계면활성제의 경우, 바깥쪽으로 향하는 친수성기들은 동일한 전하를 띠기 때문에 서로 반발합니다. 계면활성제의 흡착 효율은 소수성 사슬의 길이가 길어질수록 증가하며, 따라서 탄소 사슬이 긴 계면활성제가 짧은 계면활성제보다 더 우수한 분산성을 나타냅니다.
계면활성제의 친수성이 증가하면 물에 대한 용해도가 향상되어 입자 표면에 대한 흡착이 감소하는 경향이 있습니다. 이러한 효과는 계면활성제와 입자 사이의 상호작용력이 약할수록 더욱 두드러집니다. 예를 들어, 수성 염료 분산 시스템을 제조할 때, 강한 소수성 염료에는 고도로 설폰화된 리그노설포네이트 분산제를 사용하여 열 안정성이 우수한 분산 시스템을 만들 수 있습니다. 그러나 동일한 분산제를 친수성 염료에 적용하면 열 안정성이 떨어집니다. 반대로 설폰화 정도가 낮은 리그노설포네이트 분산제를 사용하면 열 안정성이 좋은 분산 시스템을 얻을 수 있습니다. 이는 고도로 설폰화된 분산제가 고온에서 용해도가 높아 친수성 염료 표면에서 쉽게 떨어져 나가기 때문입니다. 이미 약한 상호작용력을 가진 친수성 염료 표면에서 분산성이 저하되는 것입니다.
분산된 입자 자체가 전하를 띠고 있고 반대 전하를 가진 계면활성제를 선택하면 입자의 전하가 중화되기 전에 응집이 발생할 수 있습니다. 전하가 중화된 입자에 두 번째 계면활성제 층이 흡착된 후에야 안정적인 분산이 이루어집니다. 동일한 전하를 가진 계면활성제를 선택하면 입자에 계면활성제가 흡착되기 어려워지며, 마찬가지로 분산을 안정화하기에 충분한 흡착은 고농도에서만 달성됩니다. 실제로 사용되는 이온성 분산제는 일반적으로 여러 이온기가 분포되어 있습니다.계면활성제 분자 전체에 걸쳐 극성을 띠는 반면, 소수성 그룹은 방향족 고리나 에테르 결합과 같은 극성 그룹을 가진 불포화 탄화수소 사슬로 구성됩니다.
폴리옥시에틸렌 비이온성 계면활성제의 경우, 고도로 수화된 폴리옥시에틸렌 사슬이 구불구불한 형태로 수용액상으로 뻗어 나가 고체 입자의 응집을 막는 효과적인 입체적 장벽을 형성합니다. 또한, 두껍고 다층적인 수화된 옥시에틸렌 사슬은 입자 간의 반데르발스 힘을 현저히 감소시켜 우수한 분산성을 나타냅니다. 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 블록 공중합체는 특히 분산제로 사용하기에 적합합니다. 이들의 긴 폴리옥시에틸렌 사슬은 수용성을 향상시키고, 길게 뻗은 폴리프로필렌 옥사이드 소수성기는 고체 입자에 대한 흡착력을 강화합니다. 따라서 두 성분 모두 긴 사슬을 가진 공중합체는 분산제로 매우 이상적입니다.
이온성 계면활성제와 비이온성 계면활성제를 혼합하면, 혼합 시스템은 분자들이 수용액상으로 뻗어 나가 입자 응집을 방지하는 입체적 장벽을 형성할 뿐만 아니라 고체 입자 표면의 계면막 강도를 향상시킵니다. 따라서, 혼합 시스템에서 계면활성제의 수용액상 용해도 증가가 입자 표면 흡착을 크게 저해하지 않는 한, 소수성 사슬이 더 긴 분산제가 우수한 분산 성능을 나타냅니다.
게시 시간: 2025년 12월 31일