O Princípio de Ação dos Dispersantes

O papel dos dispersantes

O papel dos dispersantes é usar dispersantes umectantes para reduzir o tempo e a energia necessários para completar o processo de dispersão, estabilizar a dispersão do pigmento disperso, modificar as propriedades superficiais das partículas de pigmento e ajustar a mobilidade das partículas de pigmento.

As manifestações específicas são as seguintes: ① Melhorar o brilho e aumentar o efeito de nivelamento ② Prevenir a cor flutuante ③ Melhorar o poder de tingimento ④ Reduzir a viscosidade e aumentar a carga de pigmento ⑤ Reduzir a floculação ⑥ Aumentar a estabilidade de armazenamento ⑦ Aumentar o desenvolvimento da cor, aumentar a saturação da cor, aumentar a transparência (pigmentos orgânicos) ou poder de cobertura (pigmentos inorgânicos)

Mecanismo de dispersante

● Adsorvido na superfície das partículas sólidas, tornando a superfície das partículas sólidas condensadas fácil de molhar.

● O dispersante de alto peso molecular forma uma camada de adsorção na superfície das partículas sólidas, o que aumenta a carga na superfície das partículas sólidas e melhora a força de reação entre as partículas que formam o obstáculo estérico.

● Forma uma estrutura de camada dupla na superfície das partículas sólidas. A extremidade polar do dispersante externo tem forte afinidade com a água, o que aumenta o grau de umedecimento das partículas sólidas pela água. As partículas sólidas são mantidas afastadas umas das outras devido à repulsão eletrostática.

● Torna o sistema uniforme, aumenta o desempenho da suspensão, não precipita e iguala as propriedades físicas e químicas de todo o sistema.

O princípio de funcionamento do dispersante

1.Princípio de camada dupla

Os dispersantes utilizados em tintas à base de água devem ser solúveis em água e são adsorvidos seletivamente na interface entre o pó e a água.

Atualmente, os tipos aniônicos são comumente usados. Eles ionizam em água para formar ânions e possuem certa atividade superficial, que é adsorvida pela superfície do pó. Depois que as partículas de pó adsorvem o dispersante na superfície, uma camada dupla é formada. Os ânions são fortemente adsorvidos na superfície das partículas e são chamados de íons de superfície. Os íons com cargas opostas no meio são chamados de contra-íons.

Eles são adsorvidos eletrostaticamente pelos íons da superfície. Alguns dos contra-íons estão fortemente ligados às partículas e aos íons de superfície e são chamados de contra-íons ligados. Eles se tornam um todo móvel no meio, com cargas negativas, e a outra parte dos contra-íons fica rodeada por eles. Eles são chamados de contra-íons livres e formam uma camada de difusão. Desta forma, forma-se uma camada dupla entre os íons de superfície e os contra-íons.

2. Potencial cinético

 A carga negativa das partículas e a carga positiva da camada de difusão formam uma camada dupla, chamada potencial cinético. Potencial termodinâmico: a dupla camada formada entre todos os ânions e cátions e o potencial correspondente.

É o potencial cinético, e não o potencial termodinâmico, que desempenha um papel dispersante. O potencial cinético tem uma carga desequilibrada e um fenômeno de repulsão de carga, enquanto o potencial termodinâmico pertence a um fenômeno de equilíbrio de carga.

Se a concentração de contra-íons no meio for aumentada, os contra-íons livres na camada de difusão serão forçados a entrar na camada de contra-íons ligada devido à repulsão eletrostática, de modo que a camada elétrica dupla seja comprimida e o potencial cinético diminua. Quando todos os contra-íons livres tornam-se contra-íons ligados, o potencial cinético é zero, que é chamado de ponto isoelétrico. Sem repulsão de carga, o sistema não tem estabilidade e ocorre floculação.

3. Efeito estérico 

A formação de um sistema disperso estável, além de utilizar repulsão eletrostática, ou seja, as cargas negativas adsorvidas na superfície das partículas se repelem para evitar a adsorção/agregação entre as partículas e finalmente formar partículas grandes e estratificação/sedimentação, também requer o uso da teoria do efeito de impedimento estérico, ou seja, quando as partículas que foram adsorvidas com cargas negativas se aproximam, elas são feitas para deslizar e cambalear umas sobre as outras. Este tipo de surfactante que desempenha um papel de impedimento estérico é geralmente um surfactante não iônico.

O uso flexível da teoria da repulsão eletrostática combinada com o impedimento estérico pode formar um sistema disperso altamente estável.

A camada de adsorção de polímero tem uma certa espessura, o que pode prevenir eficazmente a adsorção mútua de partículas, contando principalmente com a camada de solvatação de polímero. Quando a camada de adsorção na superfície do pó atinge 8-9nm, a força repulsiva entre elas pode proteger as partículas da floculação. Portanto, os dispersantes poliméricos são melhores que os surfactantes comuns.

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