Dans le processus de production de pigments, quelle que soit la finesse du broyage de la poudre de pigment, il y aura toujours des particules agrégées et floculées. Dans le processus de transport et de stockage, le pigment sera encore floculé en grosses particules en raison de l'extrusion et de l'humidité, et plus le pigment est fin, plus la surface est grande et l'énergie de surface élevée, plus il est facile de floculer ensemble. Si elles sont traitées avec des tensioactifs appropriés, ces grosses particules floculées se dispersent facilement pendant l'utilisation, et le mécanisme de dispersion est principalement le suivant :
1. Mouillage
La dispersion de poudre de pigment inorganique dans un liquide passe principalement par les trois étapes suivantes :
① Pour le mouillage de la poudre, le liquide doit non seulement mouiller la surface de la poudre, mais également remplacer l'air et l'humidité entre les particules de poudre ;
② Après avoir traversé la poudre humide et déplacé l'air et l'humidité entre les particules, les flocs et les agrégats de la poudre de pigment sont détruits ;
③ Les flocs mouillés et détruits et les poudres d'agrégats maintiennent un état de dispersion stable dans le liquide. C'est-à-dire que la dispersion est un processus de mouillage-dispersion-maintien de la dispersion stable.
Dans des circonstances normales, les pigments inorganiques sont rarement séchés avant utilisation et la surface du pigment est non seulement mélangée à l'air, mais absorbe également une couche de film d'eau. La quantité d'eau habituellement adsorbée à la surface du pigment est équivalente à la quantité d'eau nécessaire pour former un film monomoléculaire sur la surface solide. Par exemple, la surface par gramme de TiO2 est de 10 m2, l'épaisseur de la couche d'adsorption de la molécule d'eau est de 10×10-10m, et la quantité d'eau requise par le film monomoléculaire est d'environ 0.3 % du poids du pigment , de sorte que la teneur en humidité du pigment est également l'un des principaux facteurs affectant ses performances de dispersion. un. Le fait que le solide soit mouillé ou non peut être jugé en fonction de son angle de contact. Un angle de contact de 0 degré signifie qu'il est complètement humide et que le liquide est complètement étalé sur la surface du solide ; un angle de contact de 180 degrés signifie qu'il n'est pas du tout mouillé et que le liquide adhère à la surface sous forme de gouttelettes d'eau. Surface solide.
Si un solide peut être bien mouillé dans un liquide peut être jugé non seulement par la taille de l'angle de contact, mais aussi en mesurant la taille de sa chaleur de mouillage. Généralement, les poudres hydrophiles (telles que TiO2) ont une grande chaleur de mouillage dans les liquides polaires et dans les liquides non polaires La chaleur de mouillage dans les liquides polaires est faible, tandis que la chaleur de mouillage des poudres hydrophobes dans les liquides polaires et non polaires est à peu près constante.
La vitesse de sédimentation et le volume de sédimentation de la poudre solide dans le liquide peuvent également juger du degré d'humidité. Un solide à haute polarité tel que TiO2 a un petit volume de sédimentation dans une solution hautement polaire et un petit solide dans une solution faiblement polaire. est large; les poudres solides non polaires ont généralement de grands volumes de sédimentation. Après l'ajout d'un traitement tensioactif, du fait que les molécules de tensioactif sont fortement orientées et adsorbées à la surface du solide, il contribue à réduire la tension superficielle du liquide et à améliorer ses propriétés mouillantes et dispersantes.
2. Répulsion électrique (potentiel ξ)
La dispersion et la stabilité de la dispersion des pigments inorganiques en solution aqueuse sont principalement déterminées par leur répulsion électrique dans l'eau, c'est-à-dire le potentiel ξ.
La répulsion électrique est l'utilisation de la répulsion de charge pour maintenir la stabilité de la dispersion.
Les tensioactifs peuvent ioniser un grand nombre d'ions chargés négativement (ou chargés positivement) en solution aqueuse, qui sont fermement adsorbés à la surface des particules de pigment, de sorte que ces particules ont la même charge, et d'autres ions de charges opposées diffusent librement dans le liquide moyen. Autour, une couche de diffusion (double couche électrique) d'ions chargés se forme. La différence de potentiel entre les deux couches d'ions de la surface solide au point le plus éloigné de la couche de diffusion (c'est-à-dire où la charge opposée est 0) est appelée potentiel ξ. La répulsion électrostatique entre particules vient de là, et ces particules de même charge vont se repousser une fois en contact, de manière à maintenir la stabilité du système dispersé, c'est la fameuse théorie DLVO.
Dans le cas de la répulsion électrique, le tensioactif doit avoir des performances d'ionisation élevées, et des tensioactifs anioniques et certains diélectriques inorganiques sont généralement utilisés, tels que: polyphosphate tripotassique, pyrophosphate de potassium, polyphosphate de sodium, alkyl aryl sulfonate Sodium Naphtalène Sulfonate, Sodium Méthylène Naphtalène Sulfonate, Polycarboxylate de sodium, etc.
3. Effet d'encombrement stérique (ou effet d'entropie)
Lorsque le pigment est dispersé dans un milieu non aqueux, la possibilité de la réaction ionique mentionnée ci-dessus est largement éliminée et le tensioactif non ionique n'est pas ionisé dans l'eau. Dans ce cas, l'effet du tensioactif est appelé effet d'encombrement stérique ou effet d'entropie. Étant donné que le tensioactif peut être adsorbé de manière directionnelle sur la surface des particules de pigment pour former une couche d'adsorption monomoléculaire, cette couche tampon directionnelle peut empêcher l'agrégation des particules, maintenant ainsi la stabilité du système de dispersion (également appelé colloïde protecteur ou micelle) .
Groupes moléculaires tensioactifs à la surface du pigment, à mesure que la concentration du tensioactif augmente, son entropie diminue et son mouvement est limité. Plus les particules de pigment sont rapprochées et compressées, plus leur entropie va diminuer, ce qui est bénéfique pour la stabilité du système de dispersion.
