Применение диспергаторов
Смачивание играет важную роль в диспергировании пигментов и, следовательно, в производстве лакокрасочных материалов. Все пигменты содержат такие загрязнения, как воздух, влага и газы, адсорбированные на их поверхности. Для смачивания частиц эти загрязнения должны в большинстве случаев быть вытеснены диспергирующей средой. Поэтому весьма важно, чтобы смачивание пигмента диспергатором было достаточно эффективным для преодоления или, по крайней мере, для снижения сил когезии в жидкости и поверхностного натяжения на границе раздела фаз жидкость — твердое тело, обеспечивая адгезию функциональных групп диспергатора к поверхности пигмента. Большинство связующих, применяемых в производстве лакокрасочных материалов, могут считаться диспергаторами; их смачивающая эффективность зависит от молекулярной массы, структуры и присутствия функциональных групп, таких как карбокси-, гид-рокси-, амино- и сложноэфирных групп. В настоящее время получены диспергаторы определенного состава, которые более эффективны, чем большинство пленкообразующих в красках; они являются многоцелевыми и совместимы с большим числом красок.
Так как электрические заряды в молекулах жидкости и пигмента ответственны за процесс смачивания, полярность ингредиентов, смол, растворителей и твердых частиц играет важную роль при диспергировании. Полярность определяется строением молекул и расположением электрических зарядов, т. е. полярность зависит от того, симметричны молекулы или асимметричны.
Диспергаторы и пленкообразователи адсорбируются на поверхности пигмента посредством полярных групп (якорных групп), а неполярные радикалы растворяются в жидкой фазе. Это явление называется «пространственной стабилизацией». Количество растворителя, совместимость ингредиентов и порядок их введения имеют большое значение для обеспечения стабильности. Если стабилизирующие радикалы полностью или частично выделяются из раствора в результате изменения растворяющей способности, может наступить реагрегация и флокуляция с ухудшением качества конечного продукта; этот недостаток в большинстве случаев невозможно устранить или восстановление качества обходится слишком дорого. Широкий ряд смачивающих вешеств (поверхностно-активных веществ) используется в лакокрасочной промышленности для уменьшения поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело — жидкость. В результате обработки ДАВ создаются новые поверхности, на которых облегчается адсорбция пленкообразователя при диспергировании. ПАВ могут «быть катионными, если адсорбируемый ион положительно заряжен, анионными, если адсорбируемый ион отрицательно заряжен, 1или неионными, активность которых может быть обусловлена наличием полярных и неполярных групп в молекуле.