Chất hoạt động bề mặt gắn vào các hạt sắc tố thông qua sự hấp phụ chọn lọc

2021-04-07 23:42:27

Một số Chất hoạt động bề mặt có thể được sử dụng để phân tán các hạt rắn mịn (đặc biệt là chất màu) trong chất lỏng. Chất hoạt động bề mặt gắn vào các hạt sắc tố bằng cách hấp phụ chọn lọc.

Trong hệ nước, các nhóm kỵ nước (lipophilic) được hấp phụ trên bề mặt của các hạt, trong khi các nhóm ưa nước (lipophilic) kéo dài vào pha nước. Nếu sử dụng Chất hoạt động bề mặt ion, các hạt sắc tố sẽ được tách ra bằng cách ổn định điện tích. Sự ổn định điện tích là kết quả của lực đẩy điện xung quanh các hạt; vì các hạt đều được bao quanh bởi cùng một điện tích nên chúng sẽ đẩy nhau khi ở gần nhau. Trong một số hệ thống phủ gốc nước, chất hoạt động bề mặt không ion cũng cần thiết để mang lại sự ổn định không gian xung quanh các hạt.

Khác với hệ thống gốc nước, trong hệ thống phủ không chứa nước, nhóm oleophobia (ưa nước) được hấp phụ trên bề mặt hạt, trong khi nhóm oleophobia (kỵ nước) chỉ pha dung môi. Trong trường hợp này, sự phân tán có xu hướng ổn định do ổn định không gian. Sự ổn định không gian là do sự cản trở không gian của chuỗi phân tử của chất hoạt động bề mặt hòa tan trong môi trường lỏng.

Cấu trúc của chất phân tán hơi khác so với cấu trúc của chất làm ướt. Chất phân tán phải được làm ướt và bám chặt vào bề mặt của các hạt rắn (sắc tố), nhưng một phần của nó thì phải. Hình thành liên kết giữa các hạt và môi trường phân tán. Ngoài ra, phần kỵ nước (còn gọi là phần đuôi) phải có chiều dài đủ để làm cho chuỗi nhô ra khỏi bề mặt sắc tố tạo ra lực cản không gian hiệu quả xung quanh các hạt. Trong hệ thống phủ dựa trên dung môi, chiều dài đuôi của chất hoạt động bề mặt phải lớn hơn c18h37. Chất hoạt động bề mặt có tác dụng làm ướt tốt không phải là chất phân tán hiệu quả vì chiều dài chuỗi của nó quá ngắn.

Chất neo hiệu quả (chất neo) được hấp phụ trên bề mặt sắc tố, không hòa tan hoặc chỉ tan ít trong dung môi và có ái lực mạnh với bề mặt hạt. Hầu hết các chất neo có độ phân cực mạnh và được gắn vào bề mặt hạt bằng liên kết hydro. Ví dụ về các nhóm neo là amin. Muối amoni bậc bốn, urê, axit cacboxylic, sulfonate và photphat. Một số chất neo có cấu trúc đặc biệt, chẳng hạn như các phân tử thuốc nhuộm phẳng lớn, được sử dụng để neo các sắc tố xanh phthalocyanine và xanh phthalocyanine. Cấu trúc phân tử của các thuốc nhuộm này tương tự như cấu trúc của chất màu và chúng có xu hướng liên kết với các chất màu.

Không có chất làm ướt và phân tán phổ quát cho tất cả các sắc tố. Tuy nhiên, có thể đạt được hiệu quả làm ướt và phân tán tốt hơn và hiệu quả hơn bằng cách chọn nhóm neo có đuôi phù hợp và phù hợp với hỗn hợp sắc tố nhất định.

Có nhiều cách khác nhau để làm cho phân tử có cả khối neo và đuôi. Có vẻ như các phân tử có cấu trúc chuỗi phân nhánh và các nhóm cực trên chuỗi phân nhánh có tác dụng phân tán tốt nhất. Chuỗi nhánh đóng vai trò là nhóm neo và vòng lặp giữa các điểm liên kết nhánh là phần đuôi. Khối A-B (a là khối neo, B là đuôi kỵ nước). Khối A-B-A, khối b-a-b, chất hoạt động bề mặt polymer ghép hoặc lược cũng có thể là chất phân tán sắc tố rất hiệu quả cho các hệ thống không chứa nước.