Vandige dispersjonssystemer er de vanligste, og de kan vanligvis brukes til å analysere forholdet mellom overflateaktivt stoffs struktur og dispergerbarhet. Som hydrofobe faste partikler kan de adsorbere de hydrofobe gruppene til overflateaktive stoffer. Når det gjelder anioniske overflateaktive stoffer, frastøter de utovervendte hydrofile gruppene hverandre på grunn av deres identiske ladninger. Det er tydelig at adsorpsjonseffektiviteten til overflateaktive stoffer øker med lengden på den hydrofobe kjeden, og dermed viser overflateaktive stoffer med lengre karbonkjeder bedre dispergerbarhet enn de med kortere kjeder.
Økning av hydrofilisiteten til overflateaktive stoffer har en tendens til å øke deres løselighet i vann, og reduserer dermed adsorpsjonen deres på partikkeloverflaten. Denne effekten blir mer uttalt når interaksjonskraften mellom det overflateaktive stoffet og partiklene er svak. For eksempel, i fremstillingen av vandige fargestoffdispersjonssystemer, kan sterkt sulfonerte lignosulfonatdispergeringsmidler brukes til sterkt hydrofobe fargestoffer for å danne dispersjonssystemer med utmerket termisk stabilitet. Imidlertid resulterer bruk av det samme dispergeringsmiddelet på hydrofile fargestoffer i dårlig termisk stabilitet; derimot gir bruk av lignosulfonatdispergeringsmidler med en lavere grad av sulfonering dispersjonssystemer med god termisk stabilitet. Årsaken til dette er at sterkt sulfonerte dispergeringsmidler har høy løselighet ved forhøyede temperaturer, noe som får dem til å lett løsne fra overflaten av hydrofile fargestoffer, der den opprinnelige interaksjonen allerede er svak, og dermed reduserer dispergerbarheten.
Hvis de dispergerte partiklene selv bærer elektriske ladninger og et overflateaktivt middel med motsatte ladninger velges, kan flokkulering oppstå før ladningene på partiklene er nøytralisert. Først etter at et andre lag med overflateaktivt middel er adsorbert på de ladningsnøytraliserte partiklene, kan stabil dispersjon oppnås. Hvis et overflateaktivt middel med identiske ladninger velges, blir adsorpsjonen av det overflateaktive middelet på partiklene vanskelig; på samme måte oppnås tilstrekkelig adsorpsjon til å stabilisere dispersjonen bare ved høye konsentrasjoner. I praksis inneholder de ioniske dispergeringsmidlene som brukes vanligvis flere ioniske grupper fordeltover hele det overflateaktive molekylet, mens deres hydrofobe grupper består av umettede hydrokarbonkjeder med polare grupper som aromatiske ringer eller eterbindinger.
For ikke-ioniske polyoksyetylen-overflateaktive stoffer strekker de høyhydrerte polyoksyetylenkjedene seg inn i den vandige fasen i en krøllet konformasjon, noe som skaper en effektiv sterisk barriere mot aggregering av faste partikler. Samtidig reduserer de tykke, flerlags hydrerte oksyetylenkjedene van der Waals-kreftene mellom partiklene betydelig, noe som gjør dem til utmerkede dispergeringsmidler. Blokk-kopolymerer av propylenoksid og etylenoksid er spesielt egnet for bruk som dispergeringsmidler. Deres lange polyoksyetylenkjeder forbedrer løseligheten i vann, mens deres utvidede hydrofobe polypropylenoksidgrupper fremmer sterkere adsorpsjon på faste partikler. Derfor er kopolymerer med lange kjeder av begge komponentene svært ideelle som dispergeringsmidler.
Når ioniske og ikke-ioniske overflateaktive stoffer kombineres, gjør det blandede systemet ikke bare det mulig for molekylene å strekke seg inn i den vandige fasen og danne en sterisk barriere som forhindrer partiklagregering, men det forbedrer også styrken til grenseflatefilmen på de faste partiklene. For det blandede systemet vil dispergeringsmiddelet med lengre hydrofobe kjeder ha overlegen dispergeringsytelse, så lenge den økte løseligheten til de overflateaktive stoffene i den vandige fasen ikke hemmer adsorpsjonen deres på partikkeloverflaten betydelig.
Publiseringstidspunkt: 31. desember 2025