Pigmenta ražošanas procesā neatkarīgi no tā, cik smalki pigmenta pulveris ir samalts, vienmēr būs dažas agregētas un flokulētas daļiņas. Transportēšanas un uzglabāšanas procesā pigments ekstrūzijas un mitruma ietekmē turpmāk flokulēsies lielās daļiņās, un jo smalkāks pigments, jo lielāks virsmas laukums un augstāka virsmas enerģija, jo vieglāk ir flokulēties kopā. Apstrādājot ar atbilstošām virsmaktīvām vielām, šīs flokulētās lielās daļiņas lietošanas laikā viegli izkliedējas, un izkliedes mehānisms galvenokārt ir šāds:
1. Mitrināšana
Neorganiskā pigmenta pulvera izkliedēšana šķidrumā galvenokārt iziet cauri šādiem trim posmiem:
① Pulvera mitrināšanai šķidrumam vajadzētu ne tikai samitrināt pulvera virsmu, bet arī aizstāt gaisu un mitrumu starp pulvera daļiņām;
② Pēc slapja pulvera izkļūšanas un gaisa un mitruma pārvietošanas starp daļiņām pigmenta pulverī esošie floki un agregāti tiek iznīcināti;
③ Samitrinātie un iznīcinātie floki un pildvielu pulveri saglabā stabilu dispersijas stāvokli šķidrumā. Tas nozīmē, ka dispersija ir mitrināšanas-izkliedēšanas process, kas nodrošina dispersijas stabilitāti.
Normālos apstākļos neorganiskos pigmentus pirms lietošanas izžāvē reti, un pigmenta virsma tiek ne tikai sajaukta ar gaisu, bet arī absorbē ūdens plēves slāni. Ūdens daudzums, kas parasti tiek adsorbēts uz pigmenta virsmas, ir līdzvērtīgs ūdens daudzumam, kas nepieciešams, lai uz cietas virsmas izveidotu monomolekulāru plēvi. Piemēram, virsmas laukums uz gramu TiO2 ir 10 m2, ūdens molekulas adsorbcijas slāņa biezums ir 10×10-10m, un monomolekulārai plēvei nepieciešamais ūdens daudzums ir aptuveni 0,3 procenti no pigmenta svara. , tāpēc mitruma saturs pigmentā ir arī viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē tā izkliedes veiktspēju. viens. To, vai cietā viela ir samitrināta, var spriest pēc tās saskares leņķa. 0 grādu saskares leņķis nozīmē, ka tas ir pilnīgi slapjš un šķidrums ir pilnībā izkliedēts uz cietās vielas virsmas; 180 grādu saskares leņķis nozīmē, ka tas nemaz nav slapjš un šķidrums pielīp pie virsmas ūdens pilienu veidā. cieta virsma.
To, vai cietu vielu var labi samitrināt šķidrumā, var spriest ne tikai pēc saskares leņķa lieluma, bet arī izmērot tās mitrināšanas siltuma lielumu. Parasti hidrofiliem pulveriem (piemēram, TiO2) ir liels mitrināšanas siltums polāros šķidrumos un nepolāros šķidrumos Mitrināšanas siltums polāros šķidrumos ir mazs, savukārt hidrofobu pulveru mitrināšanas siltums polāros un nepolāros šķidrumos. ir aptuveni nemainīgs.
Nostādināšanas ātrums un cietā pulvera nosēšanās tilpums šķidrumā var arī spriest par mitruma pakāpi. Cietai vielai ar augstu polaritāti, piemēram, TiO2, ir mazs nostādināšanas tilpums ļoti polārā šķīdumā un mazai cietai vielai zema polāra šķīdumā. ir liels; nepolāriem cietiem pulveriem parasti ir liels sedimentācijas apjoms. Pēc virsmaktīvās vielas apstrādes pievienošanas, jo virsmaktīvās vielas molekulas ir stingri orientētas un adsorbētas uz cietās vielas virsmas, tas palīdz samazināt šķidruma virsmas spraigumu un uzlabot tā mitrināšanas un izkliedēšanas īpašības.
2. Elektriskā atgrūšanās (ξ potenciāls)
Neorganisko pigmentu dispersiju un dispersijas stabilitāti ūdens šķīdumā galvenokārt nosaka to elektriskā atgrūšanās ūdenī, tas ir, ξ potenciāls.
Elektriskā atgrūšana ir lādiņa atgrūšanas izmantošana, lai saglabātu dispersijas stabilitāti.
Virsmaktīvās vielas var jonizēt lielu skaitu negatīvi lādētu (vai pozitīvi lādētu) jonu ūdens šķīdumā, kas stingri adsorbējas uz pigmenta daļiņu virsmas, tādējādi šīm daļiņām ir vienāds lādiņš, bet citi joni ar pretēju lādiņu brīvi difundē šķidrumā. vidējs. Apkārt veidojas uzlādētu jonu difūzijas slānis (elektriskais dubultslānis). Potenciālu starpību starp diviem jonu slāņiem no cietās virsmas līdz difūzijas slāņa tālākajam punktam (tas ir, kur pretējais lādiņš ir 0) sauc par ξ potenciālu. No tā izriet elektrostatiskā atgrūšanās starp daļiņām, un šīs daļiņas ar vienādu lādiņu atgrūž viena otru, tiklīdz tās nonāks saskarē, lai saglabātu izkliedētās sistēmas stabilitāti, kas ir slavenā DLVO teorija.
Elektriskās atgrūšanas gadījumā virsmaktīvā vielai jābūt ar augstu jonizācijas veiktspēju, un parasti tiek izmantotas anjonu virsmaktīvās vielas un daži neorganiskie dielektriķi, piemēram: trikālija polifosfāts, kālija pirofosfāts, nātrija polifosfāts, alkilarilsulfonāts, nātrija naftalīna sulfonāts, nātrija naftalīna sulfonāts, nātrija sulfāts. Nātrija polikarboksilāts utt.
3. Steriskais kavējošais efekts (vai entropijas efekts)
Kad pigments tiek izkliedēts neūdens vidē, iepriekš minētās jonu reakcijas iespēja ir ievērojami izslēgta, un nejonu virsmaktīvā viela netiek jonizēta ūdenī. Šajā gadījumā virsmaktīvās vielas iedarbību sauc par sterisko kavējošo efektu vai entropijas efektu. Tā kā virsmaktīvo vielu var virzīt adsorbēt uz pigmenta daļiņu virsmas, veidojot monomolekulāru adsorbcijas slāni, šis virziena bufera slānis var novērst daļiņu agregāciju, tādējādi saglabājot dispersijas sistēmas stabilitāti (pazīstama arī kā aizsargkoloīds vai micella). .
Virsmaktīvās vielas molekulārās grupas uz pigmenta virsmas, palielinoties virsmaktīvās vielas koncentrācijai, samazināsies tās entropija un tiks ierobežota kustība. Jo tuvāk un vairāk saspiestas pigmenta daļiņas, jo tālāk samazināsies to entropija, kas ir labvēlīga dispersijas sistēmas stabilitātei.
