У процесу производње пигмента, без обзира на то колико је фино пигментни прах млевен, увек ће постојати неке агрегиране и флокулиране честице. У процесу транспорта и складиштења, пигмент ће се даље флокулирати у велике честице због екструзије и влаге, а што је финији пигмент, што је већа површина и већа површинска енергија, то је лакше флокулирати заједно. Ако се третирају одговарајућим сурфактантима, ове флокулисане велике честице се лако распршују током употребе, а механизам дисперзије је углавном следећи:
1. Влажење
Дисперзија неорганског пигментног праха у течности углавном пролази кроз следеће три фазе:
① За влажење праха, течност не само да навлажи површину праха, већ и да замени ваздух и влагу између честица праха;
② Након проласка кроз влажни прах и измештања ваздуха и влаге између честица, флокуле и агрегати у пигментном праху се уништавају;
③ Навлажене и уништене флокуле и агрегатни прах одржавају стабилно стање дисперзије у течности. То ће рећи, дисперзија је процес влажења-диспергирања-одржавања дисперзије стабилном.
У нормалним околностима, неоргански пигменти се ретко суше пре употребе, а површина пигмента не само да се меша са ваздухом, већ и апсорбује слој воденог филма. Количина воде која се обично адсорбује на површини пигмента је еквивалентна количини воде која је потребна да се формира мономолекуларни филм на чврстој површини. На пример, површина по граму ТиО2 је 10м2, дебљина слоја за адсорпцију молекула воде је 10×10-10м, а количина воде која је потребна за мономолекуларни филм је око 0.3 процента тежине пигмента , тако да је садржај влаге у пигменту такође један од главних фактора који утиче на његову дисперзију. један. Да ли је чврста материја навлажена или не може се проценити према њеном контактном углу. Контактни угао од 0 степени значи да је потпуно мокар, а течност се потпуно раширила по површини чврсте материје; контактни угао од 180 степени значи да уопште није мокар, а течност пријања на површину у облику капљица воде. чврсте површине.
Да ли се чврста материја може добро навлажити у течности може се проценити не само по величини контактног угла, већ и по мерењу величине његове топлоте влажења. Генерално, хидрофилни прахови (као што је ТиО2) имају велику топлоту влажења у поларним течностима, а у неполарним течностима Топлота влажења у поларним течностима је мала, док је топлота влажења хидрофобних прахова у поларним и неполарним течностима је отприлике константан.
Брзина таложења и запремина таложења чврстог праха у течности такође може да процени степен влажности. Чврста материја високог поларитета као што је ТиО2 има малу запремину таложења у високо поларном раствору, а малу чврсту материју у ниско поларном раствору. је велика; неполарни чврсти прахови углавном имају велике запремине седиментације. Након додавања површинског третмана, пошто су молекули сурфактанта снажно оријентисани и адсорбовани на површини чврсте супстанце, помаже у смањењу површинског напона течности и побољшању његових својства влажења и дисперговања.
2. Електрично одбијање (ξ потенцијал)
Дисперзију и стабилност дисперзије неорганских пигмената у воденом раствору углавном одређује њихово електрично одбијање у води, односно ξ потенцијал.
Електрично одбијање је употреба одбијања наелектрисања за одржавање стабилности дисперзије.
Сурфактанти могу јонизовати велики број негативно наелектрисаних (или позитивно наелектрисаних) јона у воденом раствору, који се чврсто адсорбују на површини честица пигмента, тако да ове честице имају исто наелектрисање, а други јони са супротним наелектрисањем слободно дифундују у течност. средње. Около се формира дифузиони слој (двоструки електрични слој) наелектрисаних јона. Разлика потенцијала између два слоја јона од чврсте површине до најудаљеније тачке дифузионог слоја (тј. где је супротно наелектрисање 0) назива се ξ потенцијал. Електростатичко одбијање између честица долази од тога, а ове честице са истим набојем ће се одбијати када дођу у контакт, како би одржале стабилност диспергованог система, што је позната ДЛВО теорија.
У случају електричног одбијања, сурфактант мора имати високе перформансе јонизације, а обично се користе ањонски сурфактанти и неки неоргански диелектрици, као што су: трикалијум полифосфат, калијум пирофосфат, натријум полифосфат, алкил арил сулфонат натријум нафтален сулфонат, сулфонат нафтален Натријум поликарбоксилат, итд.
3. Стерички ефекат сметње (или ефекат ентропије)
Када се пигмент диспергује у неводеном медијуму, могућност горе поменуте јонске реакције је у великој мери елиминисана, а нејонски сурфактант се не јонизује у води. У овом случају, ефекат сурфактанта се назива ефекат стеричне сметње или ентропијски ефекат. Пошто сурфактант може да се адсорбује усмерено на површини честица пигмента да би се формирао мономолекуларни адсорпциони слој, овај усмерени пуферски слој може спречити агрегацију честица, чиме се одржава стабилност дисперзијског система (познатог и као заштитни колоид или мицела) .
Молекуларне групе сурфактанта на површини пигмента, како се концентрација сурфактанта повећава, његова ентропија ће се смањити и његово кретање ће бити ограничено. Што су честице пигмента ближе и компресованије, то ће се њихова ентропија даље смањивати, што је корисно за стабилност дисперзијског система.
