Chất phân tán là chất phụ gia bề mặt được sử dụng để ổn định các hạt rắn trong các môi trường như chất kết dính, sơn, nhựa và hỗn hợp nhựa.

Trước đây, về cơ bản các loại sơn phủ không cần chất phân tán. Các hệ thống như sơn alkyd và sơn nitro không cần chất phân tán. Chất phân tán chỉ xuất hiện từ khi có sơn nhựa acrylic và sơn nhựa polyester. Điều này cũng liên quan mật thiết đến sự phát triển của chất màu, bởi vì việc sử dụng các chất màu cao cấp không thể tách rời khỏi sự hỗ trợ của chất phân tán.
Chất phân tán là chất phụ gia bề mặt được sử dụng để ổn định các hạt rắn trong các môi trường như chất kết dính, sơn, nhựa và hỗn hợp nhựa. Một đầu của nó là chuỗi solvat hóa có thể hòa tan trong nhiều môi trường phân tán khác nhau, và đầu kia là nhóm neo sắc tố có thể được hấp phụ trên bề mặt của các sắc tố khác nhau và được sử dụng để chuyển đổi thành giao diện rắn/lỏng (dung dịch sắc tố/nhựa).

Dung dịch nhựa phải thấm vào các khoảng trống giữa các cụm hạt sắc tố. Tất cả các sắc tố đều tồn tại dưới dạng cụm hạt sắc tố, là "tập hợp" các hạt sắc tố, với không khí và độ ẩm chứa trong các khoảng trống bên trong giữa các hạt sắc tố riêng lẻ. Các hạt tiếp xúc với nhau ở các cạnh và góc, và tương tác giữa các hạt tương đối nhỏ, do đó các lực này có thể được khắc phục bằng thiết bị phân tán thông thường. Mặt khác, các cụm hạt càng đặc chắc, và có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các hạt sắc tố riêng lẻ, nên việc phân tán chúng thành các hạt sơ cấp sẽ khó khăn hơn nhiều. Trong quá trình nghiền phân tán sắc tố, các cụm hạt sắc tố dần dần trở nên nhỏ hơn; tình trạng lý tưởng là thu được các hạt sơ cấp.

Quá trình nghiền bột màu có thể được chia thành ba bước sau: bước đầu tiên là làm ướt. Dưới tác động khuấy trộn, toàn bộ không khí và hơi ẩm trên bề mặt bột màu được loại bỏ và thay thế bằng dung dịch nhựa. Chất phân tán cải thiện khả năng làm ướt của bột màu, chuyển giao diện rắn/khí thành giao diện rắn/lỏng và nâng cao hiệu quả nghiền; bước thứ hai là quá trình nghiền phân tán bột màu thực tế. Thông qua tác động năng lượng cơ học và lực cắt, các cụm bột màu bị phá vỡ và kích thước hạt giảm xuống thành các hạt sơ cấp. Khi bột màu được phân tán bằng lực cơ học, chất phân tán sẽ nhanh chóng hấp thụ và bao bọc các hạt có kích thước nhỏ; ở bước thứ ba cuối cùng, sự phân tán bột màu phải đủ ổn định để ngăn ngừa sự hình thành các cụm kết tủa không kiểm soát được.

Việc sử dụng chất phân tán phù hợp có thể giữ các hạt sắc tố ở khoảng cách thích hợp với nhau mà không cần khôi phục sự tiếp xúc. Trong hầu hết các ứng dụng, trạng thái phân tán ổn định là điều mong muốn. Trong một số ứng dụng, sự phân tán sắc tố có thể duy trì ổn định trong điều kiện kết tụ được kiểm soát. Chất làm ướt có thể làm giảm sự khác biệt về sức căng bề mặt giữa sắc tố và dung dịch nhựa, đẩy nhanh quá trình làm ướt các cụm sắc tố bởi nhựa; chất phân tán tăng cường tính ổn định của sự phân tán sắc tố. Do đó, cùng một sản phẩm thường có cả chức năng của chất làm ướt và chất phân tán.

Sự phân tán sắc tố là một quá trình chuyển đổi từ trạng thái tập hợp sang trạng thái phân tán. Khi kích thước hạt giảm và diện tích bề mặt tăng, năng lượng bề mặt của hệ thống cũng tăng lên.
Vì năng lượng bề mặt của hệ thống là một quá trình giảm tự phát, nên sự gia tăng diện tích bề mặt càng rõ rệt, càng cần nhiều năng lượng từ bên ngoài tác động vào trong quá trình nghiền, và hiệu quả ổn định của chất phân tán càng cần mạnh hơn để duy trì sự ổn định phân tán của hệ thống. Nói chung, các chất màu vô cơ có kích thước hạt lớn hơn, diện tích bề mặt riêng nhỏ hơn và độ phân cực bề mặt cao hơn, do đó chúng dễ phân tán và ổn định hơn; trong khi các chất màu hữu cơ và muội than có kích thước hạt nhỏ hơn, diện tích bề mặt riêng lớn hơn và độ phân cực bề mặt thấp hơn, do đó khó phân tán và ổn định hơn.

Do đó, chất phân tán chủ yếu cung cấp ba khía cạnh hiệu suất: (1) cải thiện khả năng làm ướt sắc tố và cải thiện hiệu quả nghiền; (2) giảm độ nhớt và cải thiện khả năng tương thích với vật liệu nền, cải thiện độ bóng, độ đầy đặn và độ rõ nét của hình ảnh, và cải thiện độ ổn định khi bảo quản; (3) tăng cường độ đậm màu và nồng độ sắc tố, và cải thiện độ ổn định của màu sắc.

Công ty Nanjing Reborn New Materials cung cấpChất phân tán làm ướt cho sơn và chất phủ, bao gồm một số cái tên trùng khớp với Disperbyk.

In bài viết tiếp theoChúng ta sẽ cùng tìm hiểu về các loại chất phân tán trong các thời kỳ khác nhau, cùng với lịch sử phát triển của chúng.