Pigment üretim sürecinde, pigment tozu ne kadar ince öğütülürse öğütülsün, her zaman bir araya toplanmış ve topaklanmış parçacıklar olacaktır. Taşıma ve depolama sürecinde, pigment, ekstrüzyon ve nem nedeniyle daha büyük parçacıklar halinde topaklanacak ve pigment ne kadar ince olursa, yüzey alanı o kadar büyük ve yüzey enerjisi o kadar yüksek, birlikte topaklanması o kadar kolay olur. Uygun sürfaktanlarla işlenirse, bu topaklaşmış büyük parçacıklar kullanım sırasında kolaylıkla dağılır ve dağılma mekanizması temel olarak aşağıdaki gibidir:
1. ıslatma
İnorganik pigment tozunun sıvı içinde dağılımı esas olarak aşağıdaki üç aşamadan geçer:
① Tozun ıslanması için, sıvı sadece toz yüzeyini ıslatmamalı, aynı zamanda toz parçacıkları arasındaki hava ve nemi de değiştirmelidir;
② Islak tozdan geçtikten ve partiküller arasındaki hava ve nemi değiştirdikten sonra, pigment tozundaki floklar ve kümeler yok edilir;
③ Islatılmış ve parçalanmış floklar ve agrega tozları, sıvı içinde kararlı bir dağılım durumu sağlar. Yani dispersiyon, dispersiyonu sabit tutan bir ıslatma-dağıtma-işlemidir.
Normal şartlar altında, inorganik pigmentler kullanılmadan önce nadiren kurutulur ve pigmentin yüzeyi sadece hava ile karışmakla kalmaz, aynı zamanda bir su filmi tabakasını da emer. Genellikle pigment yüzeyinde adsorbe edilen su miktarı, katı yüzey üzerinde monomoleküler bir film oluşturmak için gereken su miktarına eşdeğerdir. Örneğin, TiO2'nin gram başına yüzey alanı 10m'dir.2, su molekülü adsorpsiyon tabakasının kalınlığı 10×10-10m'dir ve monomoleküler filmin gerektirdiği su miktarı, pigmentin ağırlığının yaklaşık yüzde 0,3'üdür , bu nedenle pigmentteki nem içeriği de dispersiyon performansını etkileyen ana faktörlerden biridir. bir. Katının ıslanıp ıslanmadığı, temas açısına göre değerlendirilebilir. 0 derecelik bir temas açısı, tamamen ıslak olduğu ve sıvının katının yüzeyine tamamen yayıldığı anlamına gelir; 180 derecelik bir temas açısı, hiç ıslak olmadığı ve sıvının yüzeye su damlacıkları şeklinde yapıştığı anlamına gelir. katı yüzey.
Bir katının bir sıvı içinde iyice ıslanıp ıslanamayacağı sadece temas açısının büyüklüğü ile değil, aynı zamanda ıslanma ısısının büyüklüğü ölçülerek de değerlendirilebilir. Genel olarak, hidrofilik tozlar (TiO2 gibi) polar sıvılarda ve polar olmayan sıvılarda büyük bir ıslanma ısısına sahiptir. kabaca sabittir.
Katı tozun sıvı içindeki çökelme hızı ve çökelme hacmi de ıslaklık derecesini yargılayabilir. TiO2 gibi yüksek polariteye sahip bir katı, oldukça polar bir çözeltide küçük bir çökelme hacmine ve düşük polar bir çözeltide küçük bir katıya sahiptir. büyük; polar olmayan katı tozlar genellikle büyük sedimantasyon hacimlerine sahiptir. Sürfaktan muamelesinin eklenmesinden sonra, sürfaktan molekülleri kuvvetli bir şekilde yönlendirildiğinden ve katının yüzeyinde adsorbe edildiğinden, sıvının yüzey geriliminin düşürülmesine ve ıslatma ve dağıtma özelliklerinin iyileştirilmesine yardımcı olur.
2. Elektriksel itme (ξ potansiyeli)
İnorganik pigmentlerin sulu çözeltideki dağılım ve dağılım stabilitesi, esas olarak sudaki elektriksel itmeleri, yani ξ potansiyeli ile belirlenir.
Elektriksel itme, dağılım stabilitesini korumak için şarjlı itmenin kullanılmasıdır.
Sürfaktanlar, sulu çözeltide çok sayıda negatif yüklü (veya pozitif yüklü) iyonları iyonlaştırabilir, bunlar pigment parçacıklarının yüzeyinde sıkıca adsorbe edilir, böylece bu parçacıklar aynı yüke sahip olur ve zıt yüklere sahip diğer iyonlar sıvıya serbestçe yayılır. orta. Etrafında, yüklü iyonlardan oluşan bir difüzyon tabakası (elektrikli çift tabaka) oluşur. Katı yüzeyden difüzyon katmanının en uzak noktasına kadar (yani zıt yükün 0 olduğu yer) iki iyon katmanı arasındaki potansiyel farka ξ potansiyeli denir. Parçacıklar arasındaki elektrostatik itme buradan gelir ve aynı yüke sahip bu parçacıklar, ünlü DLVO teorisi olan dağılmış sistemin kararlılığını korumak için temasa geçtiklerinde birbirlerini iterler.
Elektrik itme durumunda, yüzey aktif maddenin yüksek iyonlaşma performansına sahip olması gerekir ve genellikle anyonik yüzey aktif maddeler ve bazı inorganik dielektrikler kullanılır, örneğin: tripotasyum polifosfat, potasyum pirofosfat, sodyum polifosfat, alkil aril sülfonat Sodyum Naftalin Sülfonat, Sodyum Metilen Naftalin Sülfonat, Sodyum Polikarboksilat vb.
3. Sterik engelleme etkisi (veya entropi etkisi)
Pigment sulu olmayan bir ortamda dağıldığında, yukarıda belirtilen iyonik reaksiyon olasılığı büyük ölçüde ortadan kalkar ve iyonik olmayan yüzey aktif madde suda iyonlaşmaz. Bu durumda yüzey aktif maddenin etkisine sterik engelleme etkisi veya entropi etkisi denir. Sürfaktan, monomoleküler bir adsorpsiyon tabakası oluşturmak için pigment partiküllerinin yüzeyinde yönlü olarak adsorbe edilebildiğinden, bu yönlü tampon tabaka partiküllerin toplanmasını önleyebilir, böylece dispersiyon sisteminin stabilitesini koruyabilir (koruyucu kolloid veya misel olarak da bilinir) .
Pigment yüzeyindeki sürfaktan moleküler grupları, sürfaktan konsantrasyonu arttıkça entropisi azalacak ve hareketi kısıtlanacaktır. Pigment partikülleri ne kadar yakın ve sıkıştırılmışsa, entropileri o kadar azalacaktır, bu da dispersiyon sisteminin stabilitesi için faydalıdır.
