สารกระจายตัวเป็นสารเติมแต่งบนพื้นผิวที่ใช้เพื่อทำให้อนุภาคของแข็งมีความเสถียรในวัสดุต่างๆ เช่น กาว สี พลาสติก และส่วนผสมของพลาสติก

ในอดีต สีเคลือบโดยพื้นฐานแล้วไม่จำเป็นต้องใช้สารช่วยกระจายตัว ระบบสีเช่นสีอัลคิดและสีไนโตรไม่จำเป็นต้องใช้สารช่วยกระจายตัว สารช่วยกระจายตัวเพิ่งปรากฏขึ้นในยุคของสีอะคริลิกเรซินและสีโพลีเอสเตอร์เรซิน ซึ่งมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการพัฒนาสี เพราะการใช้งานสีคุณภาพสูงนั้นไม่สามารถแยกออกจากความช่วยเหลือของสารช่วยกระจายตัวได้
สารช่วยกระจายตัวเป็นสารเติมแต่งบนพื้นผิวที่ใช้เพื่อทำให้อนุภาคของแข็งมีความเสถียรในตัวกลางต่างๆ เช่น กาว สี พลาสติก และพลาสติกผสม ปลายด้านหนึ่งเป็นสายโซ่การละลายที่สามารถละลายได้ในตัวกลางการกระจายตัวต่างๆ และปลายอีกด้านหนึ่งเป็นกลุ่มยึดเกาะเม็ดสีที่สามารถดูดซับบนพื้นผิวของเม็ดสีต่างๆ และใช้ในการเปลี่ยนเป็นส่วนต่อประสานของของแข็ง/ของเหลว (สารละลายเม็ดสี/เรซิน)

สารละลายเรซินต้องแทรกซึมเข้าไปในช่องว่างระหว่างกลุ่มอนุภาคสี สีทั้งหมดมีอยู่ในรูปของกลุ่มอนุภาคสี ซึ่งเป็น "การรวมตัว" ของอนุภาคสี โดยมีอากาศและความชื้นอยู่ภายในช่องว่างระหว่างอนุภาคสีแต่ละอนุภาค อนุภาคจะสัมผัสกันที่ขอบและมุม และปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคค่อนข้างน้อย ดังนั้นแรงเหล่านี้จึงสามารถเอาชนะได้ด้วยอุปกรณ์กระจายตัวแบบธรรมดา ในทางกลับกัน กลุ่มอนุภาคสีจะมีความหนาแน่นมากกว่า และมีการสัมผัสกันแบบหน้าต่อหน้าของอนุภาคสีแต่ละอนุภาค ดังนั้นจึงยากกว่ามากที่จะกระจายตัวให้เป็นอนุภาคขนาดเล็ก ในระหว่างกระบวนการบดเพื่อกระจายสี กลุ่มอนุภาคสีจะค่อยๆ เล็กลง สถานการณ์ที่เหมาะสมที่สุดคือการได้อนุภาคขนาดเล็ก

กระบวนการบดสีสามารถแบ่งออกได้เป็นสามขั้นตอนดังนี้: ขั้นตอนแรกคือการทำให้เปียก โดยการกวน อากาศและความชื้นทั้งหมดบนพื้นผิวของสีจะถูกขับออกไปและถูกแทนที่ด้วยสารละลายเรซิน สารช่วยกระจายตัวจะช่วยเพิ่มความสามารถในการเปียกของสี เปลี่ยนจากส่วนติดต่อของของแข็ง/ก๊าซเป็นส่วนติดต่อของของแข็ง/ของเหลว และเพิ่มประสิทธิภาพการบด ขั้นตอนที่สองคือกระบวนการบดสีแบบกระจายตัวจริง โดยผ่านแรงกระแทกและแรงเฉือนทางกล ก้อนสีจะแตกออกและขนาดอนุภาคจะลดลงเหลืออนุภาคขนาดเล็ก เมื่อสีแตกออกด้วยแรงทางกล สารช่วยกระจายตัวจะดูดซับและห่อหุ้มอนุภาคขนาดเล็กเหล่านั้นทันที ในขั้นตอนสุดท้าย การกระจายตัวของสีต้องมีความเสถียรเพียงพอเพื่อป้องกันการเกิดการจับตัวเป็นก้อนที่ไม่สามารถควบคุมได้

การใช้สารช่วยกระจายตัวที่เหมาะสมสามารถรักษาระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างอนุภาคสีโดยไม่ทำให้เกิดการสัมผัสกันอีกครั้ง ในการใช้งานส่วนใหญ่ ต้องการสภาวะที่ไม่จับตัวเป็นก้อนอย่างเสถียร ในบางกรณี การกระจายตัวของสีสามารถคงความเสถียรได้ภายใต้สภาวะการจับตัวเป็นก้อนที่ควบคุมได้ สารช่วยให้เปียกสามารถลดความแตกต่างของแรงตึงผิวระหว่างสีและสารละลายเรซิน ทำให้เรซินเปียกกลุ่มสีได้เร็วขึ้น ในขณะที่สารช่วยกระจายตัวช่วยเพิ่มความเสถียรของการกระจายตัวของสี ดังนั้น ผลิตภัณฑ์เดียวกันจึงมักมีฟังก์ชันทั้งสารช่วยให้เปียกและสารช่วยกระจายตัว

การกระจายตัวของเม็ดสีเป็นกระบวนการจากสถานะรวมตัวกันไปสู่สถานะกระจายตัว เมื่อขนาดอนุภาคเล็ลงและพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น พลังงานผิวของระบบก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
เนื่องจากพลังงานพื้นผิวของระบบเป็นกระบวนการที่ลดลงเองตามธรรมชาติ ยิ่งพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นมากเท่าใด ก็ยิ่งต้องใช้พลังงานจากภายนอกมากขึ้นในระหว่างกระบวนการบด และยิ่งต้องใช้สารช่วยกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อรักษาเสถียรภาพการกระจายตัวของระบบ โดยทั่วไปแล้ว เม็ดสีอนินทรีย์จะมีขนาดอนุภาคใหญ่กว่า พื้นที่ผิวจำเพาะต่ำกว่า และขั้วพื้นผิวสูงกว่า จึงกระจายตัวและทำให้คงตัวได้ง่ายกว่า ในขณะที่เม็ดสีอินทรีย์ต่างๆ และผงคาร์บอนจะมีขนาดอนุภาคเล็กกว่า พื้นที่ผิวจำเพาะสูงกว่า และขั้วพื้นผิวต่ำกว่า จึงกระจายตัวและทำให้คงตัวได้ยากกว่า

ดังนั้น สารช่วยกระจายตัวจึงให้ประสิทธิภาพหลักๆ สามประการ ได้แก่ (1) ปรับปรุงการเปียกของเม็ดสีและปรับปรุงประสิทธิภาพการบด (2) ลดความหนืดและปรับปรุงความเข้ากันได้กับวัสดุพื้นฐาน ปรับปรุงความเงางาม ความสมบูรณ์ และความคมชัดของภาพ และปรับปรุงความคงตัวในการจัดเก็บ (3) เพิ่มความเข้มของสีและความเข้มข้นของเม็ดสี และปรับปรุงความคงตัวของสี

บริษัท Nanjing Reborn New Materials จัดจำหน่ายผลิตภัณฑ์ต่างๆสารช่วยกระจายตัวและเพิ่มความเปียกชื้นสำหรับสีและสารเคลือบรวมถึงบางส่วนที่ตรงกับสี Disperbyk ด้วย

In บทความถัดไปเราจะศึกษาประเภทของสารกระจายตัวในแต่ละยุคสมัย พร้อมทั้งประวัติการพัฒนาของสารกระจายตัวเหล่านั้น