في عملية إنتاج الصباغ ، بغض النظر عن مدى نعومة مسحوق الصباغ ، سيكون هناك دائمًا بعض الجسيمات المتجمعة والمضغوطة. في عملية النقل والتخزين ، سوف يتم ترطيب الصباغ بشكل أكبر إلى جزيئات كبيرة بسبب البثق والرطوبة ، وكلما كانت الصباغ أدق ، كلما زادت مساحة السطح وطاقة السطح ، كلما كان من الأسهل التلبد معًا. إذا تم معالجتها بمواد خافضة للتوتر السطحي مناسبة ، فإن هذه الجسيمات الكبيرة المنددة تتشتت بسهولة أثناء الاستخدام ، وتكون آلية التشتت بشكل أساسي على النحو التالي:
1. ترطيب
يمر تشتت مسحوق الصباغ غير العضوي في السائل بشكل أساسي عبر المراحل الثلاث التالية:
① لترطيب المسحوق ، يجب ألا يبلل السائل سطح المسحوق فحسب ، بل يجب أيضًا أن يحل محل الهواء والرطوبة بين جزيئات المسحوق ؛
② بعد مرور المسحوق المبلل وإزاحة الهواء والرطوبة بين الجزيئات ، يتم تدمير الكتل والركام في مسحوق الصباغ ؛
تحافظ الكتل المبللة والمدمرة والمساحيق التراكمية على حالة تشتت مستقرة في السائل. وهذا يعني أن التشتت هو عملية ترطيب - تشتت - الحفاظ على استقرار التشتت.
في ظل الظروف العادية ، نادرًا ما يتم تجفيف الأصباغ غير العضوية قبل الاستخدام ، ولا يختلط سطح الصبغة بالهواء فحسب ، بل يمتص أيضًا طبقة من فيلم الماء. عادة ما تكون كمية الماء الممتصة على سطح الصباغ مساوية لكمية الماء المطلوبة لتشكيل فيلم أحادي الجزيء على السطح الصلب. على سبيل المثال ، تبلغ مساحة السطح لكل جرام من TiO2 10 أمتار2، يبلغ سمك طبقة امتصاص جزيء الماء 1 0 × 10-10 م ، وتبلغ كمية الماء المطلوبة للفيلم أحادي الجزيء حوالي 0. 3 بالمائة من وزن الصباغ ، لذا فإن محتوى الرطوبة في الصباغ هو أيضًا أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء التشتت. واحد. يمكن الحكم على ما إذا كانت المادة الصلبة مبللة أم لا وفقًا لزاوية التلامس الخاصة بها. تعني زاوية التلامس التي تبلغ 0 درجة أنها مبللة تمامًا ، وأن السائل منتشر تمامًا على سطح المادة الصلبة ؛ زاوية التلامس 180 درجة تعني أنها ليست رطبة على الإطلاق ، والسائل يلتصق بالسطح على شكل قطرات ماء. سطح صلب.
يمكن الحكم على ما إذا كان يمكن ترطيب المادة الصلبة جيدًا في سائل ليس فقط من خلال حجم زاوية التلامس ، ولكن أيضًا من خلال قياس حجم حرارة ترطيبها. بشكل عام ، المساحيق المحبة للماء (مثل TiO2) لها حرارة ترطيب كبيرة في السوائل القطبية ، وفي السوائل غير القطبية ، تكون حرارة الترطيب في السوائل القطبية صغيرة ، في حين أن حرارة ترطيب المساحيق الكارهة للماء في السوائل القطبية وغير القطبية ثابت تقريبًا.
يمكن أيضًا أن تحدد سرعة الترسيب وحجم الترسيب للمسحوق الصلب في السائل درجة البلل. مادة صلبة ذات قطبية عالية مثل TiO2 لها حجم ترسيب صغير في محلول عالي القطبية ، ومادة صلبة صغيرة في محلول قطبي منخفض. هو كبير؛ تحتوي المساحيق الصلبة غير القطبية بشكل عام على كميات كبيرة من الترسيب. بعد إضافة معالجة الفاعل بالسطح ، نظرًا لأن جزيئات الفاعل بالسطح موجهة بقوة وامتصاصها على سطح المادة الصلبة ، فإنها تساعد على تقليل التوتر السطحي للسائل وتحسين خصائص ترطيبه وتشتيته.
2. التنافر الكهربائي (ξ محتمل)
يتم تحديد استقرار تشتت وتشتت الأصباغ غير العضوية في محلول مائي بشكل أساسي من خلال التنافر الكهربائي في الماء ، أي احتمال ξ.
التنافر الكهربائي هو استخدام تنافر الشحنة للحفاظ على استقرار التشتت.
يمكن أن تؤين المواد الخافضة للتوتر عددًا كبيرًا من الأيونات سالبة الشحنة (أو موجبة الشحنة) في محلول مائي ، والتي يتم امتصاصها بقوة على سطح جزيئات الصباغ ، بحيث يكون لهذه الجسيمات نفس الشحنة ، وتنتشر الأيونات الأخرى ذات الشحنات المعاكسة بحرية في السائل واسطة. حول ، يتم تشكيل طبقة انتشار (طبقة كهربائية مزدوجة) من الأيونات المشحونة. يُطلق على فرق الجهد بين طبقتين من الأيونات من السطح الصلب إلى أبعد نقطة في طبقة الانتشار (أي حيث تكون الشحنة المعاكسة 0) ξ. يأتي التنافر الكهروستاتيكي بين الجسيمات من هذا ، وهذه الجسيمات التي تحمل نفس الشحنة سوف تتنافر بمجرد أن تتلامس ، وذلك للحفاظ على استقرار النظام المشتت ، وهي نظرية DLVO الشهيرة.
في حالة التنافر الكهربائي ، يجب أن يتمتع الفاعل بالسطح بأداء تأين عالي ، وعادة ما يتم استخدام خافضات التوتر السطحي الأنيونية وبعض المواد العازلة غير العضوية ، مثل: ثلاثي فوسفات البوتاسيوم ، بيروفوسفات البوتاسيوم ، بولي فوسفات الصوديوم ، ألكيل أريل سلفونات الصوديوم ، نفتالين سلفونات ، صوديوم ميثيل نفتالين بولي كربوكسيلات الصوديوم ، إلخ.
3. تأثير العائق المجسم (أو تأثير الانتروبيا)
عندما تشتت الصبغة في وسط غير مائي ، يتم التخلص بشكل كبير من إمكانية التفاعل الأيوني المذكور أعلاه ، ولا يتأين الفاعل بالسطح غير الأيوني في الماء. في هذه الحالة ، يسمى تأثير الفاعل بالسطح تأثير العائق Steric أو تأثير الانتروبيا. نظرًا لأنه يمكن امتصاص المادة الخافضة للتوتر السطحي على سطح جزيئات الصبغة لتشكيل طبقة امتزاز أحادية الجزيء ، يمكن لهذه الطبقة العازلة الاتجاهية أن تمنع تراكم الجزيئات ، وبالتالي الحفاظ على استقرار نظام التشتت (المعروف أيضًا باسم الغروانية الواقية أو الميلي) .
مجموعات جزيئية الفاعل بالسطح على سطح الصباغ ، مع زيادة تركيز الفاعل بالسطح ، ستنخفض إنتروبياها وسيتم تقييد حركتها. كلما كانت جزيئات الصبغة أقرب وأكثر انضغاطًا ، كلما انخفض إنتروبياها ، وهو أمر مفيد لاستقرار نظام التشتت.
