Les dispersants sont des additifs de surface utilisés pour stabiliser les particules solides dans des milieux tels que les adhésifs, les peintures, les plastiques et les mélanges de plastiques.

Auparavant, les revêtements ne nécessitaient pratiquement pas de dispersants. Les peintures alkydes et nitrocellulosiques, par exemple, n'en requéraient pas. Les dispersants n'ont fait leur apparition qu'avec les peintures à base de résine acrylique et de résine polyester. Ce phénomène est étroitement lié au développement des pigments, car l'application de pigments haut de gamme requiert l'utilisation de dispersants.
Les dispersants sont des additifs de surface utilisés pour stabiliser les particules solides dans des milieux tels que les adhésifs, les peintures, les plastiques et les mélanges de plastiques. Ils possèdent une chaîne de solvatation soluble dans divers milieux de dispersion et un groupe d'ancrage pigmentaire adsorbable à la surface de différents pigments, permettant ainsi la formation d'une interface solide/liquide (solution pigment/résine).

La solution de résine doit pénétrer les espaces entre les agglomérats de pigments. Tous les pigments se présentent sous forme d'agglomérats, c'est-à-dire des amas de particules de pigment, l'air et l'humidité étant contenus dans les espaces internes entre ces particules. Les particules sont en contact les unes avec les autres sur leurs bords et leurs angles, et les interactions entre elles sont relativement faibles ; ces forces peuvent donc être surmontées par un équipement de dispersion classique. En revanche, les agrégats sont plus compacts et les particules de pigment sont en contact direct, ce qui rend leur dispersion en particules primaires beaucoup plus difficile. Lors du broyage pour la dispersion des pigments, les agglomérats diminuent progressivement de taille ; l'objectif idéal est d'obtenir des particules primaires.

Le broyage des pigments se divise en trois étapes : la première, l’humidification, consiste à chasser l’air et l’humidité présents à la surface du pigment sous agitation, et à les remplacer par une solution de résine. Le dispersant améliore la mouillabilité du pigment, transformant l’interface solide/gaz en interface solide/liquide et optimisant ainsi le broyage. La deuxième étape est le broyage proprement dit, permettant la dispersion du pigment. Sous l’effet de l’énergie mécanique et du cisaillement, les agglomérats de pigment sont désagrégés et la taille des particules réduite à des particules primaires. Lors de la désagrégation mécanique du pigment, le dispersant adsorbe et enrobe rapidement les particules les plus fines. Enfin, la troisième et dernière étape consiste à stabiliser la dispersion du pigment afin d’éviter toute floculation incontrôlée.

L'utilisation d'un dispersant approprié permet de maintenir les particules de pigment à une distance adéquate les unes des autres sans rétablir leur contact. Dans la plupart des applications, un état défloculé stable est recherché. Dans certaines applications, la dispersion de pigment peut rester stable dans des conditions de cofloculation contrôlées. Les agents mouillants réduisent la différence de tension superficielle entre le pigment et la solution de résine, accélérant ainsi le mouillage des agglomérats de pigment par la résine ; les agents dispersants améliorent la stabilité de la dispersion de pigment. Par conséquent, un même produit remplit souvent les fonctions d'agent mouillant et d'agent dispersant.

La dispersion des pigments est un processus qui conduit d'un état agrégé à un état dispersé. Lorsque la taille des particules diminue et que leur surface spécifique augmente, l'énergie de surface du système augmente également.
L'énergie de surface du système diminuant spontanément, plus l'augmentation de la surface est importante, plus l'énergie externe requise lors du broyage est grande, et plus l'effet stabilisant du dispersant doit être fort pour maintenir la stabilité de la dispersion. Généralement, les pigments inorganiques, de par leur granulométrie plus importante, leur surface spécifique plus faible et leur polarité de surface plus élevée, sont plus faciles à disperser et à stabiliser. À l'inverse, les pigments organiques et le noir de carbone, de par leur granulométrie plus fine, leur surface spécifique plus importante et leur polarité de surface plus faible, sont plus difficiles à disperser et à stabiliser.

Par conséquent, les dispersants offrent principalement trois aspects de performance : (1) amélioration du mouillage des pigments et de l'efficacité du broyage ; (2) réduction de la viscosité et amélioration de la compatibilité avec le matériau de base, amélioration du brillant, de la plénitude et de la netteté de l'image, et amélioration de la stabilité au stockage ; (3) augmentation du pouvoir colorant et de la concentration des pigments et amélioration de la stabilité de la coloration.

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In article suivantNous explorerons les différents types de dispersants à différentes périodes, en retraçant l'histoire de leur développement.