Disperzanti su površinski aditivi koji se koriste za stabilizaciju čvrstih čestica u medijima kao što su ljepila, boje, plastika i mješavine plastičnih masa.
U prošlosti, premazi u osnovi nisu trebali disperzante. Sustavi poput alkidnih i nitro boja nisu trebali disperzante. Disperzanti su se pojavili tek s akrilnim i poliesterskim bojama. To je također usko povezano s razvojem pigmenata, jer se primjena vrhunskih pigmenata ne može odvojiti od pomoći disperzanata.
Disperzanti su površinski aditivi koji se koriste za stabilizaciju krutih čestica u medijima kao što su ljepila, boje, plastika i mješavine plastike. Jedan kraj je solvatacijski lanac koji se može otopiti u raznim disperzijskim medijima, a drugi kraj je skupina za sidrenje pigmenta koja se može adsorbirati na površinu različitih pigmenata i koristiti za transformaciju u čvrsto/tekuću površinu (otopina pigmenta/smole).
Otopina smole mora prodrijeti u prostore između aglomerata pigmenta. Svi pigmenti postoje kao aglomerati pigmenta, koji su „kolekcije“ čestica pigmenta, sa zrakom i vlagom sadržanim u unutarnjim prostorima između pojedinačnih čestica pigmenta. Čestice su u međusobnom kontaktu na rubovima i kutovima, a interakcije između čestica su relativno male, pa se te sile mogu prevladati običnom opremom za disperziju. S druge strane, agregati su kompaktniji i postoji kontakt licem u lice između pojedinačnih čestica pigmenta, pa ih je mnogo teže dispergirati u primarne čestice. Tijekom procesa mljevenja za disperziju pigmenta, aglomerati pigmenta postupno postaju manji; idealna situacija je dobivanje primarnih čestica.
Proces mljevenja pigmenta može se podijeliti u sljedeća tri koraka: prvi korak je vlaženje. Miješanjem se sav zrak i vlaga s površine pigmenta izbacuju i zamjenjuju otopinom smole. Dispergator poboljšava kvašenje pigmenta, pretvarajući granicu čvrstog/plinskog spoja u granicu čvrstog/tekućeg spoja i poboljšavajući učinkovitost mljevenja; drugi korak je stvarni proces mljevenja disperzije pigmenta. Udarom mehaničke energije i sile smicanja, aglomerati pigmenta se razbijaju i veličina čestica se smanjuje na primarne čestice. Kada se pigment otvori mehaničkom silom, dispergator će odmah adsorbirati i omotati čestice male veličine; u posljednjem trećem koraku, disperzija pigmenta mora biti dovoljno stabilna da spriječi stvaranje nekontrolirane flokulacije.
Upotreba prikladnog disperzanta može održati čestice pigmenta na odgovarajućoj udaljenosti jedna od druge bez ponovnog uspostavljanja kontakta. U većini primjena poželjno je stabilno deflokulirano stanje. U nekim primjenama, disperzija pigmenta može ostati stabilna pod kontroliranim uvjetima koflokulacije. Pomoćna sredstva za vlaženje mogu smanjiti razliku površinske napetosti između pigmenta i otopine smole, ubrzavajući vlaženje aglomerata pigmenta smolom; pomoćna sredstva za dispergiranje poboljšavaju stabilnost disperzije pigmenta. Stoga isti proizvod često ima funkciju i pomoćnih sredstava za vlaženje i dispergiranje.
Disperzija pigmenata je proces prelaska iz agregatnog u dispergirano stanje. Kako se veličina čestica smanjuje, a površina povećava, povećava se i površinska energija sustava.
Budući da je površinska energija sustava spontano opadajuć proces, što je očitije povećanje površine, to je više energije potrebno primijeniti izvana tijekom procesa mljevenja, a jači stabilizacijski učinak disperzanta potreban je za održavanje stabilnosti disperzije sustava. Općenito, anorganski pigmenti imaju veće veličine čestica, manje specifične površine i veći površinski polaritet, pa ih je lakše dispergirati i stabilizirati; dok različiti organski pigmenti i ugljična čađa imaju manje veličine čestica, veće specifične površine i manji površinski polaritet, pa ih je teže dispergirati i stabilizirati.
Stoga, disperzanti uglavnom pružaju tri aspekta učinkovitosti: (1) poboljšanje vlaženja pigmenta i poboljšanje učinkovitosti mljevenja; (2) smanjenje viskoznosti i poboljšanje kompatibilnosti s osnovnim materijalom, poboljšanje sjaja, punoće i jasnoće slike te poboljšanje stabilnosti skladištenja; (3) povećanje jačine nijansiranja pigmenta i koncentracije pigmenta te poboljšanje stabilnosti nijansiranja boje.
Nanjing Reborn New Materials pružasredstvo za disperziju vlaženja za boje i premaze, uključujući neke koji odgovaraju Disperbyku.
In sljedeći članak, istražit ćemo vrste disperzanata u različitim razdobljima s poviješću razvoja disperzanata.
Vrijeme objave: 25. travnja 2025.