I tensioattivi si attaccano alle particelle di pigmento attraverso l'adsorbimento selettivo

2021-04-07 23:42:27

Alcuni tensioattivi possono essere utilizzati per disperdere particelle solide fini (soprattutto pigmenti) nei liquidi. I tensioattivi si attaccano alle particelle di pigmento mediante adsorbimento selettivo.

Nel sistema acquoso, i gruppi idrofobici (lipofili) vengono adsorbiti sulla superficie delle particelle, mentre i gruppi idrofili (lipofili) si estendono nella fase acquosa. Se viene utilizzato il tensioattivo ionico, le particelle di pigmento vengono separate mediante stabilizzazione della carica. La stabilizzazione della carica è il risultato della repulsione elettrica attorno alle particelle; poiché tutte le particelle sono circondate dalla stessa carica, si respingono a vicenda quando sono vicine l'una all'altra. In alcuni sistemi di rivestimento a base acquosa sono necessari anche tensioattivi non ionici per fornire stabilizzazione sterica attorno alle particelle.

A differenza del sistema a base acqua, nel sistema di rivestimento non acquoso, il gruppo oleofobico (idrofilo) è adsorbito sulla superficie delle particelle, mentre il gruppo oleofobico (idrofobo) punta alla fase solvente. In questo caso la dispersione tende ad essere stabile a causa della stabilizzazione sterica. La stabilizzazione sterica è dovuta all'ingombro sterico della catena molecolare del tensioattivo solvatato in mezzo liquido.

La struttura del disperdente è leggermente diversa da quella dell'agente bagnante. Il disperdente deve essere bagnato e ancorato alla superficie delle particelle solide (pigmento), ma parte di esso deve. Formare un collegamento tra le particelle e il mezzo di dispersione. Inoltre, la parte idrofobica (nota anche come coda) deve avere una lunghezza sufficiente affinché la catena che sporge dalla superficie del pigmento produca un efficace ostacolo sterico attorno alle particelle. Nei sistemi di rivestimento a base solvente, la lunghezza della coda del tensioattivo deve essere superiore a c18h37. Il tensioattivo con buon effetto bagnante non è un disperdente efficace perché la sua catena è troppo corta.

L'agente di ancoraggio efficace (agente di ancoraggio) è adsorbito sulla superficie del pigmento, insolubile o solo leggermente solubile nel solvente e ha una forte affinità con la superficie delle particelle. La maggior parte degli agenti di ancoraggio hanno una forte polarità e sono attaccati alla superficie delle particelle tramite legami idrogeno. Esempi di gruppi di ancoraggio sono le ammine. Sale di ammonio quaternario, urea, acido carbossilico, solfonato e fosfato. Alcuni agenti di ancoraggio hanno strutture specifiche, come grandi molecole di colorante piatto, che vengono utilizzate per ancorare i pigmenti blu di ftalocianina e verde di ftalocianina. La struttura molecolare di questi coloranti è simile a quella dei pigmenti e tendono ad associarsi ai pigmenti.

Non esiste un agente bagnante e disperdente universale per tutti i pigmenti. Tuttavia, effetti bagnanti e disperdenti migliori e più efficaci possono essere ottenuti scegliendo il gruppo di ancoraggio con coda adeguata e adatto a determinate miscele di pigmenti.

Esistono molti modi diversi per far sì che le molecole abbiano sia massa che coda ancorate. Sembra che le molecole con struttura a catena ramificata e gruppi polari sulla catena ramificata abbiano il miglior effetto di dispersione. La catena ramificata svolge il ruolo di gruppo di ancoraggio e l'anello tra i punti di collegamento del ramo è la coda. Blocco A-B (a è la massa dell'ancora, B è la coda idrofobica). I tensioattivi polimerici a blocco A-B-A, b-a-b, a innesto o a pettine possono anche essere disperdenti di pigmenti molto efficaci per sistemi non acquosi.