Najpogosteje se uporabljajo vodni disperzijski sistemi, ki jih je običajno mogoče uporabiti za analizo razmerja med strukturo površinsko aktivnih snovi in disperzibilnostjo. Kot hidrofobni trdni delci lahko adsorbirajo hidrofobne skupine površinsko aktivnih snovi. V primeru anionskih površinsko aktivnih snovi se navzven obrnjene hidrofilne skupine zaradi enakih nabojev odbijajo. Očitno je, da se učinkovitost adsorpcije površinsko aktivnih snovi povečuje z dolžino hidrofobne verige, zato površinsko aktivne snovi z daljšimi ogljikovimi verigami kažejo boljšo disperzibilnost kot tiste s krajšimi verigami.
Povečanje hidrofilnosti površinsko aktivnih snovi ponavadi poveča njihovo topnost v vodi, s čimer se zmanjša njihova adsorpcija na površini delcev. Ta učinek postane bolj izrazit, ko je sila interakcije med površinsko aktivno snovjo in delci šibka. Na primer, pri pripravi vodnih disperzijskih sistemov barvil se lahko za močno hidrofobna barvila uporabijo visoko sulfonirani lignosulfonatni disperzanti, ki tvorijo disperzijske sisteme z odlično toplotno stabilnostjo. Vendar pa uporaba istega disperzanta na hidrofilnih barvilih povzroči slabo toplotno stabilnost; nasprotno pa uporaba lignosulfonatnih disperzantov z nižjo stopnjo sulfonacije daje disperzijske sisteme z dobro toplotno stabilnostjo. Razlog za to je, da imajo visoko sulfonirani disperzanti visoko topnost pri povišanih temperaturah, zaradi česar se zlahka ločijo od površine hidrofilnih barvil, kjer je prvotna interakcija že šibka, kar zmanjša disperzibilnost.
Če dispergirani delci sami nosijo električni naboj in je izbrana površinsko aktivna snov z nasprotnimi naboji, lahko pride do flokulacije, preden se naboji na delcih nevtralizirajo. Šele potem, ko se druga plast površinsko aktivne snovi adsorbira na delce z nevtraliziranim nabojem, je mogoče doseči stabilno disperzijo. Če je izbrana površinsko aktivna snov z enakimi naboji, postane adsorpcija površinsko aktivne snovi na delce otežena; podobno je zadostna adsorpcija za stabilizacijo disperzije dosežena le pri visokih koncentracijah. V praksi uporabljeni ionski disperzanti običajno vsebujejo več ionskih skupin, porazdeljenihpo celotni molekuli površinsko aktivne snovi, medtem ko njihove hidrofobne skupine sestavljajo nenasičene ogljikovodikove verige s polarnimi skupinami, kot so aromatski obroči ali eterske vezi.
Pri neionskih površinsko aktivnih snoveh polioksietilena se visoko hidrirane polioksietilenske verige raztezajo v vodno fazo v zviti konformaciji in ustvarjajo učinkovito sterično oviro proti agregaciji trdnih delcev. Medtem debele, večplastne hidrirane oksietilenske verige znatno zmanjšajo van der Waalsove sile med delci, zaradi česar so odlični dispergatorji. Blok kopolimeri propilen oksida in etilen oksida so še posebej primerni za uporabo kot dispergatorji. Njihove dolge polioksietilenske verige povečajo topnost v vodi, medtem ko njihove razširjene hidrofobne skupine polipropilen oksida spodbujajo močnejšo adsorpcijo na trdne delce; zato so kopolimeri z dolgimi verigami obeh komponent zelo idealni kot dispergatorji.
Ko se ionske in neionske površinsko aktivne snovi združijo, mešani sistem ne le omogoči molekulam, da se razširijo v vodno fazo in tvorijo sterično pregrado, ki preprečuje agregacijo delcev, temveč tudi poveča trdnost medfaznega filma na trdnih delcih. Tako bo pri mešanem sistemu, dokler povečana topnost površinsko aktivnih snovi v vodni fazi bistveno ne zavira njihove adsorpcije na površini delcev, dispergator z daljšimi hidrofobnimi verigami pokazal boljšo disperzijsko učinkovitost.
Čas objave: 31. dec. 2025