Что такое диспергатор?

Что такое диспергатор?

Диспергатор — это агент, используемый для равномерного диспергирования частиц в среде и поддержания стабильного состояния дисперсии без повторной агломерации.

Диспергаторы можно в целом разделить на два типа: диспергаторы поверхностно-активного типа и диспергаторы полимерного типа. Диспергаторы поверхностно-активного типа состоят из гидрофильных и гидрофобных групп и подразделяются на анионные, катионные или неионные в зависимости от компонента гидрофильной группы.

Принцип действия диспергаторов

Рисунок 1. Взаимодействие между двойным электрическим слоем и частицами

Дисперсанты достигают дисперсии посредством двух механизмов: электростатического отталкивания и отталкивания стерических препятствий. Эти механизмы предотвращают агломерацию частиц в жидкости. Баланс между электростатическим отталкиванием и силами сцепления, такими как силы Ван-дер-Ваальса, определяет, будут ли частицы агрегироваться или диспергироваться. Когда доминируют силы Ван-дер-Ваальса, частицы имеют тенденцию агрегироваться и осаждаться.

1. Электростатическое отталкивание

Частицы в диспергенте несут заряды, а ионы с противоположными зарядами окружают частицы, образуя двойной электрический слой. Утолщение этого двойного электрического слоя с помощью диспергентов увеличивает силу отталкивания между частицами, предотвращая агломерацию.

2. Стерическое отталкивание

Рисунок 2. Защитный коллоидный эффект полимерных диспергаторов

Полимерные диспергаторы с большой молекулярной массой адсорбируются на поверхности частиц, создавая защитный коллоидный слой, который препятствует агрегации частиц. Увеличение числа молекул в этом слое приводит к более объемной структуре, что затрудняет тесный контакт частиц и способствует стабилизации дисперсии.

При использовании органических растворителей в качестве диспергирующих растворителей электростатическое отталкивание слабее, чем в водных системах. Поэтому применяется диспергирование посредством стерического отталкивания. При выборе диспергатора на основе полимера решающее значение имеют как молекулярная структура, так и молекулярная масса. Более высокие молекулярные массы обеспечивают более сильные защитные коллоидные эффекты, но если молекулярная масса превышает определенную точку, молекулы диспергатора могут поглощать две или более частиц, что приводит к повышенной агломерации. Таким образом, выбор соответствующей молекулярной массы имеет важное значение.

Типы диспергаторов

Рисунок 3. Типы и характеристики диспергаторов

Типы диспергаторов включают диспергаторы поверхностно-активного типа, диспергаторы полимерного типа и диспергаторы неорганического типа. Среди них диспергаторы поверхностно-активного типа можно дополнительно классифицировать как анионные, катионные или неионные.

Как выбрать диспергаторы

Выбор диспергатора зависит от качества диспергатора, диспергирующей среды и концентрации диспергатора. Однако при диспергировании в воде решающее значение имеют следующие три момента:

• Выберите диспергатор, который хорошо растворяется в воде и легко впитывается.
• Для частиц меньшего размера используйте диспергатор типа поверхностно-активного вещества с превосходными смачивающими свойствами, чтобы снизить межфазную энергию и минимизировать силы сцепления.
• Для высоких концентраций дисперсии эффективны диспергаторы полимерного типа, которые обеспечивают стерическое отталкивание.

Другая информация о диспергаторах

Функции диспергаторов помимо диспергирования

Диспергаторы также выполняют функции, выходящие за рамки диспергирования, такие как улучшение смачиваемости базовых материалов. В таких областях применения, как краски и другие покрытия, плохая смачиваемость может привести к отслаиванию краски. Эта проблема вызвана поверхностным натяжением, которое минимизирует контакт между жидкостью и покрытым объектом. Добавление диспергаторов снижает поверхностное натяжение, облегчая распределение краски по покрытой поверхности.