Pigmendi tootmisprotsessis, olenemata sellest, kui peeneks pigmendipulber on jahvatatud, leidub alati agregeerunud ja flokuleeritud osakesi. Transpordi ja ladustamise käigus flokuleerub pigment ekstrusiooni ja niiskuse toimel edasi suurteks osakesteks ning mida peenem on pigment, seda suurem on pindala ja suurem pinnaenergia, seda lihtsam on koos flokuleerida. Kui neid töödeldakse sobivate pindaktiivsete ainetega, hajuvad need flokuleeritud suured osakesed kasutamise ajal kergesti ja dispersioonimehhanism on peamiselt järgmine:
1. Niisutamine
Anorgaanilise pigmendipulbri dispersioon vedelikus läbib peamiselt järgmised kolm etappi:
① Pulbri niisutamiseks peaks vedelik mitte ainult niisutama pulbri pinda, vaid asendama ka õhu ja niiskuse pulbriosakeste vahel;
② Pärast märja pulbri läbimist ning õhu ja niiskuse nihutamist osakeste vahele hävivad pigmendipulbri helbed ja agregaadid;
③ Niisutatud ja hävitatud helbed ja täitepulbrid säilitavad vedelikus stabiilse dispersioonioleku. See tähendab, et dispersioon on protsess, mille käigus dispersioon niisutatakse, hajutatakse ja hoitakse stabiilsena.
Tavaolukorras kuivatatakse anorgaanilisi pigmente harva enne kasutamist ja pigmendi pind ei segune mitte ainult õhuga, vaid neelab ka veekihi. Tavaliselt pigmendi pinnale adsorbeeruva vee kogus on võrdne veekogusega, mis on vajalik tahkele pinnale monomolekulaarse kile moodustamiseks. Näiteks ühe grammi TiO2 pindala on 10 m2, on veemolekuli adsorptsioonikihi paksus 10×10-10m ja monomolekulaarse kile jaoks vajalik veekogus on umbes 0,3 protsenti pigmendi massist , seega on pigmendi niiskusesisaldus ka üks peamisi tegureid, mis mõjutab selle hajutamist. üks. Seda, kas tahke aine on märjaks või mitte, saab hinnata selle kokkupuutenurga järgi. 0-kraadine kontaktnurk tähendab, et see on täiesti märg ja vedelik on täielikult tahke aine pinnale laiali laotatud; 180 kraadine kontaktnurk tähendab, et see ei ole üldse märg ja vedelik kleepub pinnale veepiiskadena. tahke pind.
Seda, kas tahket ainet saab vedelikus hästi niisutada, saab hinnata mitte ainult kontaktnurga suuruse järgi, vaid ka selle märgumissoojuse mõõtmise järgi. Üldiselt on hüdrofiilsetel pulbritel (nt TiO2) polaarsetes vedelikes ja mittepolaarsetes vedelikes märgumissoojus suur. Polaarsetes vedelikes on märgumissoojus väike, samal ajal kui hüdrofoobsete pulbrite märgumissoojus polaarsetes ja mittepolaarsetes vedelikes on ligikaudu konstantne.
Vedeliku tahke pulbri settimiskiirus ja settimismaht võivad samuti hinnata niiskuse astet. Kõrge polaarsusega tahkel ainel, nagu TiO2, on väga polaarses lahuses väike settimisruumala ja vähepolaarses lahuses väike tahkel aine. on suur; mittepolaarsetel tahketel pulbritel on üldiselt suur settimismaht. Pindaktiivse ainega töötlemise lisamise järel, kuna pindaktiivse aine molekulid on tugevalt orienteeritud ja adsorbeerunud tahke aine pinnale, aitab see vähendada vedeliku pindpinevust ning parandada selle märgamis- ja dispergeerimisomadusi.
2. Elektriline tõukejõud (ξ potentsiaal)
Anorgaaniliste pigmentide dispersiooni ja dispersiooni stabiilsuse vesilahuses määrab peamiselt nende elektriline tõukejõud vees, see tähendab ξ potentsiaal.
Elektriline tõrjumine on laengu tõrjumise kasutamine dispersiooni stabiilsuse säilitamiseks.
Pindaktiivsed ained võivad vesilahuses ioniseerida suurel hulgal negatiivselt (või positiivselt laetud) ioone, mis on pigmendiosakeste pinnale kindlalt adsorbeerunud, nii et nendel osakestel on sama laeng ja teised vastupidise laenguga ioonid difundeeruvad vabalt vedelikku. keskmine. Ümberringi moodustub laetud ioonide difusioonikiht (elektriline topeltkiht). Kahe ioonikihi potentsiaali erinevust tahkest pinnast difusioonikihi kaugeima punktini (st kus vastupidine laeng on 0) nimetatakse ξ potentsiaaliks. Sellest tuleneb osakeste vaheline elektrostaatiline tõrjumine ja need sama laenguga osakesed tõrjuvad üksteist, kui nad kokku puutuvad, et säilitada hajutatud süsteemi stabiilsus, mis on kuulus DLVO teooria.
Elektrilise tõukejõu korral peab pindaktiivsel ainel olema kõrge ionisatsioonivõime ning tavaliselt kasutatakse anioonseid pindaktiivseid aineid ja mõningaid anorgaanilisi dielektrikuid, näiteks: trikaaliumpolüfosfaat, kaaliumpürofosfaat, naatriumpolüfosfaat, alküülarüülsulfonaat naatriumnaftaleensulfonaat, naatriumnaftaleensulfonaat, naatrium Naatriumpolükarboksülaat jne.
3. Steeriline takistusefekt (või entroopiaefekt)
Kui pigment dispergeeritakse mittevesikeskkonnas, on ülalmainitud ioonreaktsiooni võimalus suuresti välistatud ja mitteioonset pindaktiivset ainet vees ei ioniseerita. Sel juhul nimetatakse pindaktiivse aine mõju steeriliseks takistusefektiks või entroopiaefektiks. Kuna pindaktiivset ainet saab monomolekulaarse adsorptsioonikihi moodustamiseks pigmendiosakeste pinnale suunata adsorbeerida, võib see suunatud puhverkiht takistada osakeste agregatsiooni, säilitades seeläbi dispersioonisüsteemi (tuntud ka kui kaitsekolloid või mitsell) stabiilsuse. .
Pindaktiivse aine molekulaarsed rühmad pigmendi pinnal, kui pindaktiivse aine kontsentratsioon suureneb, väheneb selle entroopia ja selle liikumine on piiratud. Mida lähemal ja rohkem kokkusurutud pigmendiosakesed on, seda rohkem väheneb nende entroopia, mis on kasulik dispersioonisüsteemi stabiilsusele.
