Das Wirkprinzip von Dispergiermitteln

Die Rolle von Dispergiermitteln

Die Rolle von Dispergiermitteln besteht darin, benetzende Dispergiermittel zu verwenden, um die Zeit und Energie zu reduzieren, die zum Abschluss des Dispergierprozesses erforderlich sind, die dispergierte Pigmentdispersion zu stabilisieren, die Oberflächeneigenschaften von Pigmentpartikeln zu modifizieren und die Beweglichkeit von Pigmentpartikeln anzupassen.

Spezifische Erscheinungsformen sind wie folgt: ① Glanz verbessern und Verlaufseffekt erhöhen ② Farbschwimmen verhindern ③ Tönungskraft verbessern ④ Viskosität reduzieren und Pigmentbeladung erhöhen ⑤ Flockung reduzieren ⑥ Lagerstabilität erhöhen ⑦ Farbentwicklung steigern, Farbsättigung erhöhen, Transparenz (organische Pigmente) bzw. Deckvermögen (anorganische Pigmente) erhöhen

Mechanismus des Dispergiermittels

● Wird auf der Oberfläche fester Partikel adsorbiert, wodurch die Oberfläche kondensierter fester Partikel leicht benetzt werden kann.

● Dispergiermittel mit hohem Molekulargewicht bilden eine Adsorptionsschicht auf der Oberfläche fester Partikel, wodurch die Ladung auf der Oberfläche fester Partikel erhöht und die Reaktionskraft zwischen Partikeln verbessert wird, die eine sterische Hinderung bilden.

● Bildet eine Doppelschichtstruktur auf der Oberfläche fester Partikel. Das polare Ende des äußeren Dispergiermittels hat eine starke Affinität zu Wasser, was den Benetzungsgrad fester Partikel durch Wasser erhöht. Durch die elektrostatische Abstoßung werden feste Partikel voneinander ferngehalten.

● Vereinheitlicht das System, erhöht die Suspensionsleistung, führt nicht zu Ausfällungen und gleicht die physikalischen und chemischen Eigenschaften des gesamten Systems aus.

Das Funktionsprinzip des Dispergiermittels

1. Doppelschichtprinzip

Die in verwendeten Dispergiermittel wasserbasierten Farben müssen wasserlöslich sein und werden selektiv an der Grenzfläche zwischen Pulver und Wasser adsorbiert.

Derzeit werden häufig anionische Typen verwendet. Sie ionisieren in Wasser zu Anionen und weisen eine gewisse Oberflächenaktivität auf, die von der Oberfläche des Pulvers adsorbiert wird. Nachdem die Pulverpartikel das Dispergiermittel an der Oberfläche adsorbiert haben, bildet sich eine Doppelschicht. Die Anionen sind fest an der Oberfläche der Partikel adsorbiert und werden Oberflächenionen genannt. Ionen mit entgegengesetzter Ladung im Medium werden Gegenionen genannt.

Sie werden von den Oberflächenionen elektrostatisch adsorbiert. Einige der Gegenionen sind fest an die Partikel und Oberflächenionen gebunden und werden als gebundene Gegenionen bezeichnet. Sie bilden im Medium ein bewegliches Ganzes mit negativen Ladungen, und der andere Teil der Gegenionen ist von ihnen umgeben. Sie werden freie Gegenionen genannt und bilden eine Diffusionsschicht. Auf diese Weise entsteht eine Doppelschicht zwischen den Oberflächenionen und den Gegenionen.

2. Kinetisches Potenzial

 Die negative Ladung der Teilchen und die positive Ladung der Diffusionsschicht bilden eine Doppelschicht, die als kinetisches Potential bezeichnet wird. Thermodynamisches Potenzial: die zwischen allen Anionen und Kationen gebildete Doppelschicht und das entsprechende Potenzial.

Es ist eher das kinetische als das thermodynamische Potenzial, das eine dispergierende Rolle spielt. Das kinetische Potential weist eine unausgeglichene Ladung und ein Ladungsabstoßungsphänomen auf, während das thermodynamische Potential zu einem Ladungsausgleichsphänomen gehört.

Wenn die Konzentration der Gegenionen im Medium erhöht wird, werden die freien Gegenionen in der Diffusionsschicht aufgrund der elektrostatischen Abstoßung gezwungen, in die gebundene Gegenionenschicht einzudringen, so dass die doppelte elektrische Schicht komprimiert wird und das kinetische Potenzial abnimmt. Wenn alle freien Gegenionen zu gebundenen Gegenionen werden, ist das kinetische Potential Null, was als isoelektrischer Punkt bezeichnet wird. Ohne Ladungsabstoßung ist das System nicht stabil und es kommt zur Ausflockung.

3. Sterische Wirkung 

Die Bildung eines stabilen dispergierten Systems erfordert neben der Nutzung der elektrostatischen Abstoßung, d. h. die auf der Oberfläche der Partikel adsorbierten negativen Ladungen einander abstoßen, um die Adsorption/Aggregation zwischen Partikeln zu verhindern und schließlich große Partikel und Schichtung/Sedimentation zu bilden, auch die Anwendung der Theorie des sterischen Hinderungseffekts, d. Diese Art von Tensid, das eine sterische Hinderungsrolle spielt, ist im Allgemeinen ein nichtionisches Tensid.

Durch den flexiblen Einsatz der Theorie der elektrostatischen Abstoßung in Kombination mit sterischer Hinderung kann ein hochstabiles dispergiertes System entstehen.

Die Polymeradsorptionsschicht hat eine bestimmte Dicke, die die gegenseitige Adsorption von Partikeln wirksam verhindern kann, hauptsächlich basierend auf der Polymersolvatisierungsschicht. Wenn die Adsorptionsschicht auf der Pulveroberfläche 8–9 nm erreicht, kann die Abstoßungskraft zwischen ihnen die Partikel vor Ausflockung schützen. Daher sind Polymerdispergiermittel besser als gewöhnliche Tenside.

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