Os sistemas de dispersão aquosa são os mais comumente utilizados e podem ser empregados para analisar a relação entre a estrutura do surfactante e sua dispersibilidade. Como partículas sólidas hidrofóbicas, elas podem adsorver os grupos hidrofóbicos dos surfactantes. No caso de surfactantes aniônicos, os grupos hidrofílicos voltados para o exterior se repelem devido às suas cargas idênticas. É evidente que a eficiência de adsorção dos surfactantes aumenta com o comprimento da cadeia hidrofóbica e, portanto, surfactantes com cadeias de carbono mais longas apresentam melhor dispersibilidade do que aqueles com cadeias mais curtas.
O aumento da hidrofilicidade dos surfactantes tende a melhorar sua solubilidade em água, reduzindo assim sua adsorção na superfície das partículas. Esse efeito torna-se mais pronunciado quando a força de interação entre o surfactante e as partículas é fraca. Por exemplo, na preparação de sistemas de dispersão aquosa de corantes, dispersantes de lignossulfonato altamente sulfonados podem ser usados para corantes fortemente hidrofóbicos, formando sistemas de dispersão com excelente estabilidade térmica. No entanto, a aplicação do mesmo dispersante a corantes hidrofílicos resulta em baixa estabilidade térmica; em contrapartida, o uso de dispersantes de lignossulfonato com menor grau de sulfonação produz sistemas de dispersão com boa estabilidade térmica. Isso ocorre porque os dispersantes altamente sulfonados apresentam alta solubilidade em temperaturas elevadas, o que faz com que se desprendam facilmente da superfície dos corantes hidrofílicos, onde a interação original já é fraca, reduzindo assim a dispersibilidade.
Se as próprias partículas dispersas possuírem cargas elétricas e for selecionado um surfactante com cargas opostas, a floculação poderá ocorrer antes que as cargas nas partículas sejam neutralizadas. Somente após a adsorção de uma segunda camada de surfactante sobre as partículas com cargas neutralizadas é que se consegue uma dispersão estável. Se for selecionado um surfactante com cargas idênticas, a adsorção do surfactante sobre as partículas torna-se difícil; da mesma forma, a adsorção suficiente para estabilizar a dispersão só é alcançada em altas concentrações. Na prática, os dispersantes iônicos utilizados geralmente contêm múltiplos grupos iônicos distribuídos.em toda a molécula do surfactante, enquanto seus grupos hidrofóbicos consistem em cadeias de hidrocarbonetos insaturados com grupos polares, como anéis aromáticos ou ligações éter.
Para surfactantes não iônicos de polioxietileno, as cadeias de polioxietileno altamente hidratadas estendem-se para a fase aquosa em uma conformação enrolada, criando uma barreira estérica eficaz contra a agregação de partículas sólidas. Ao mesmo tempo, as cadeias espessas e multicamadas de oxietileno hidratado reduzem significativamente as forças de van der Waals entre as partículas, tornando-os excelentes dispersantes. Copolímeros em bloco de óxido de propileno e óxido de etileno são particularmente adequados para uso como dispersantes. Suas longas cadeias de polioxietileno aumentam a solubilidade em água, enquanto seus extensos grupos hidrofóbicos de óxido de propileno promovem uma adsorção mais forte em partículas sólidas; portanto, copolímeros com longas cadeias de ambos os componentes são altamente ideais como dispersantes.
Quando surfactantes iônicos e não iônicos são combinados, o sistema misto não só permite que as moléculas se estendam para a fase aquosa, formando uma barreira estérica que impede a agregação de partículas, como também aumenta a resistência do filme interfacial nas partículas sólidas. Assim, para o sistema misto, desde que o aumento da solubilidade dos surfactantes na fase aquosa não iniba significativamente sua adsorção na superfície da partícula, o dispersante com cadeias hidrofóbicas mais longas apresentará desempenho dispersante superior.
Data de publicação: 31 de dezembro de 2025