Visbiežāk tiek izmantotas ūdens dispersijas sistēmas, un tās parasti var izmantot, lai analizētu virsmaktīvo vielu struktūras un disperģējamības saistību. Kā hidrofobas cietās daļiņas tās var adsorbēt virsmaktīvo vielu hidrofobās grupas. Anjonu virsmaktīvo vielu gadījumā uz āru vērstās hidrofilās grupas atgrūž viena otru to identisko lādiņu dēļ. Ir skaidrs, ka virsmaktīvo vielu adsorbcijas efektivitāte palielinās līdz ar hidrofobās ķēdes garumu, un tādējādi virsmaktīvās vielas ar garākām oglekļa ķēdēm uzrāda labāku disperģējamību nekā tās, kurām ir īsākas ķēdes.
Palielinot virsmaktīvo vielu hidrofilitāti, palielinās to šķīdība ūdenī, tādējādi samazinot to adsorbciju uz daļiņu virsmas. Šis efekts kļūst izteiktāks, ja mijiedarbības spēks starp virsmaktīvo vielu un daļiņām ir vājš. Piemēram, gatavojot ūdens krāsvielu dispersijas sistēmas, ļoti sulfonētus lignosulfonātu disperģētājus var izmantot stipri hidrofobām krāsvielām, lai veidotu dispersijas sistēmas ar izcilu termisko stabilitāti. Tomēr, lietojot to pašu disperģētāju hidrofilām krāsvielām, tiek panākta slikta termiskā stabilitāte; turpretī, izmantojot lignosulfonātu disperģētājus ar zemāku sulfonācijas pakāpi, iegūst dispersijas sistēmas ar labu termisko stabilitāti. Iemesls tam ir tas, ka ļoti sulfonētiem disperģētājiem ir augsta šķīdība paaugstinātā temperatūrā, kā rezultātā tie viegli atdalās no hidrofilo krāsvielu virsmas, kur sākotnējā mijiedarbība jau ir vāja, tādējādi samazinot disperģējamību.
Ja disperģētajām daļiņām pašām ir elektriskie lādiņi un tiek izvēlēta virsmaktīvā viela ar pretējiem lādiem, flokulācija var notikt pirms daļiņu lādiņu neitralizācijas. Tikai pēc tam, kad uz lādiņneitralizētajām daļiņām ir adsorbēts otrs virsmaktīvās vielas slānis, var panākt stabilu dispersiju. Ja tiek izvēlēta virsmaktīvā viela ar identiskiem lādiņiem, virsmaktīvās vielas adsorbcija uz daļiņām kļūst sarežģīta; līdzīgi pietiekama adsorbcija, lai stabilizētu dispersiju, tiek panākta tikai augstās koncentrācijās. Praksē izmantotie jonu disperģētāji parasti satur vairākas jonu grupas, kas izkliedētasvisā virsmaktīvās vielas molekulā, savukārt to hidrofobās grupas sastāv no nepiesātinātām ogļūdeņražu ķēdēm ar polārām grupām, piemēram, aromātiskiem gredzeniem vai ētera saitēm.
Polioksietilēna nejonu virsmaktīvajām vielām ļoti hidratētās polioksietilēna ķēdes stiepjas ūdens fāzē saritinātā konformācijā, radot efektīvu sterisku barjeru pret cieto daļiņu agregāciju. Tikmēr biezās, daudzslāņu hidratētās oksietilēna ķēdes ievērojami samazina van der Valsa spēkus starp daļiņām, padarot tās par izciliem disperģentiem. Propilēnoksīda un etilēnoksīda blokkopolimēri ir īpaši piemēroti izmantošanai kā disperģenti. To garās polioksietilēna ķēdes uzlabo šķīdību ūdenī, savukārt to pagarinātās polipropilēna oksīda hidrofobās grupas veicina spēcīgāku adsorbciju uz cietajām daļiņām; tāpēc kopolimēri ar abu komponentu garām ķēdēm ir ļoti ideāli kā disperģenti.
Apvienojot jonu un nejonu virsmaktīvās vielas, jauktā sistēma ne tikai ļauj molekulām iekļūt ūdens fāzē, veidojot sterisku barjeru, kas novērš daļiņu agregāciju, bet arī uzlabo cieto daļiņu starpfāžu plēves izturību. Tādējādi jauktajā sistēmā, ja vien virsmaktīvo vielu paaugstinātā šķīdība ūdens fāzē būtiski nekavē to adsorbciju uz daļiņu virsmas, disperģētājam ar garākām hidrofobām ķēdēm būs labāka disperģēšanas veiktspēja.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 31. decembris