In het pigmentproductieproces, ongeacht hoe fijn het pigmentpoeder wordt gemalen, zullen er altijd wat geaggregeerde en uitgevlokte deeltjes zijn. Tijdens het transport- en opslagproces zal het pigment door extrusie en vocht verder worden uitgevlokt tot grote deeltjes, en hoe fijner het pigment, hoe groter het oppervlak en hoe hoger de oppervlakte-energie, hoe gemakkelijker het is om samen te flocculeren. Indien behandeld met geschikte oppervlakteactieve stoffen, worden deze uitgevlokte grote deeltjes tijdens gebruik gemakkelijk verspreid en is het verspreidingsmechanisme hoofdzakelijk als volgt:
1. Bevochtigen
De verspreiding van anorganisch pigmentpoeder in vloeistof doorloopt voornamelijk de volgende drie stadia:
① Voor het bevochtigen van het poeder moet de vloeistof niet alleen het oppervlak van het poeder bevochtigen, maar ook de lucht en het vocht tussen de poederdeeltjes vervangen;
② Na het passeren van het natte poeder en het verplaatsen van de lucht en het vocht tussen de deeltjes, worden de vlokken en aggregaten in het pigmentpoeder vernietigd;
③ De bevochtigde en vernietigde vlokken en aggregaatpoeders behouden een stabiele dispersietoestand in de vloeistof. Dat wil zeggen, dispersie is een proces van bevochtigen-dispergeren-de dispersie stabiel houden.
Onder normale omstandigheden worden anorganische pigmenten voor gebruik zelden gedroogd en wordt het oppervlak van het pigment niet alleen vermengd met lucht, maar absorbeert het ook een laag waterfilm. De hoeveelheid water die gewoonlijk op het oppervlak van het pigment wordt geadsorbeerd, is gelijk aan de hoeveelheid water die nodig is om een monomoleculaire film op het vaste oppervlak te vormen. Het oppervlak per gram TiO2 is bijvoorbeeld 10m²2, de dikte van de adsorptielaag van het watermolecuul is 10×10-10m, en de hoeveelheid water die nodig is voor de monomoleculaire film is ongeveer 0.3 procent van het gewicht van het pigment , dus het vochtgehalte in het pigment is ook een van de belangrijkste factoren die de dispersieprestaties beïnvloeden. een. Of de vaste stof al dan niet nat is, kan worden beoordeeld aan de hand van de contacthoek. Een contacthoek van 0 graden betekent dat het volledig nat is en dat de vloeistof volledig is verspreid over het oppervlak van de vaste stof; een contacthoek van 180 graden betekent dat het helemaal niet nat is en dat de vloeistof zich in de vorm van waterdruppels aan het oppervlak hecht. vast oppervlak.
Of een vaste stof goed kan worden bevochtigd in een vloeistof, kan niet alleen worden beoordeeld aan de hand van de grootte van de contacthoek, maar ook door de grootte van de bevochtigingswarmte te meten. Over het algemeen hebben hydrofiele poeders (zoals TiO2) een grote bevochtigingswarmte in polaire vloeistoffen en in niet-polaire vloeistoffen. De bevochtigingswarmte in polaire vloeistoffen is klein, terwijl de bevochtigingswarmte van hydrofobe poeders in polaire en niet-polaire vloeistoffen. is ongeveer constant.
De bezinkingssnelheid en het bezinkingsvolume van vast poeder in vloeistof kunnen ook de mate van nattigheid beoordelen. Een vaste stof met hoge polariteit zoals TiO2 heeft een klein bezinkingsvolume in een sterk polaire oplossing en een kleine vaste stof in een laag polaire oplossing. is groot; niet-polaire vaste poeders hebben over het algemeen grote sedimentatievolumes. Na de toevoeging van een oppervlakteactieve behandeling, omdat de oppervlakteactieve moleculen sterk georiënteerd en geadsorbeerd zijn op het oppervlak van de vaste stof, helpt het om de oppervlaktespanning van de vloeistof te verminderen en de bevochtigende en dispergerende eigenschappen te verbeteren.
2. Elektrische afstoting (ξ potentiaal)
De dispersie en dispersiestabiliteit van anorganische pigmenten in waterige oplossing worden voornamelijk bepaald door hun elektrische afstoting in water, dat wil zeggen de ξ-potentiaal.
Elektrische afstoting is het gebruik van ladingsafstoting om de dispersiestabiliteit te behouden.
Oppervlakteactieve stoffen kunnen een groot aantal negatief geladen (of positief geladen) ionen in een waterige oplossing ioniseren, die stevig worden geadsorbeerd op het oppervlak van pigmentdeeltjes, zodat deze deeltjes dezelfde lading hebben en andere ionen met tegengestelde lading vrij in de vloeistof diffunderen medium. Rondom wordt een diffusielaag (elektrische dubbellaag) van geladen ionen gevormd. Het potentiaalverschil tussen de twee ionenlagen vanaf het vaste oppervlak tot het verste punt van de diffusielaag (d.w.z. waar de tegengestelde lading 0 is) wordt de ξ-potentiaal genoemd. De elektrostatische afstoting tussen deeltjes komt hiervandaan, en deze deeltjes met dezelfde lading zullen elkaar afstoten zodra ze in contact komen, om de stabiliteit van het verspreide systeem te behouden, wat de beroemde DLVO-theorie is.
In het geval van elektrische afstoting moet de oppervlakteactieve stof een hoog ionisatievermogen hebben en worden gewoonlijk anionische oppervlakteactieve stoffen en sommige anorganische diëlektrica gebruikt, zoals: trikaliumpolyfosfaat, kaliumpyrofosfaat, natriumpolyfosfaat, alkylarylsulfonaat, natriumnaftaleensulfonaat, natriummethyleennaftaleensulfonaat, Natriumpolycarboxylaat, enz.
3. Sterisch hindereffect (of entropie-effect)
Wanneer het pigment wordt gedispergeerd in een niet-waterig medium, wordt de mogelijkheid van de bovengenoemde ionische reactie grotendeels geëlimineerd en wordt de niet-ionische oppervlakteactieve stof niet geïoniseerd in water. In dit geval wordt het effect van de oppervlakteactieve stof het sterische hinderingseffect of entropie-effect genoemd. Omdat de oppervlakteactieve stof gericht kan worden geadsorbeerd op het oppervlak van de pigmentdeeltjes om een monomoleculaire adsorptielaag te vormen, kan deze gerichte bufferlaag de aggregatie van de deeltjes voorkomen, waardoor de stabiliteit van het dispersiesysteem (ook bekend als beschermend colloïde of micel) behouden blijft. .
Oppervlakteactieve moleculaire groepen op het oppervlak van het pigment, naarmate de concentratie van de oppervlakteactieve stof toeneemt, zal de entropie ervan afnemen en zal de beweging ervan worden beperkt. Hoe dichter en meer gecomprimeerd de pigmentdeeltjes zijn, hoe verder hun entropie zal afnemen, wat de stabiliteit van het dispersiesysteem ten goede komt.
