I sistemi di dispersione acquosa sono i più comunemente utilizzati e possono essere impiegati per analizzare la relazione tra la struttura del tensioattivo e la sua disperdibilità. Essendo particelle solide idrofobiche, possono adsorbire i gruppi idrofobici dei tensioattivi. Nel caso dei tensioattivi anionici, i gruppi idrofili rivolti verso l'esterno si respingono a causa delle loro cariche identiche. È evidente che l'efficienza di adsorbimento dei tensioattivi aumenta con la lunghezza della catena idrofobica, e quindi i tensioattivi con catene di carbonio più lunghe mostrano una migliore disperdibilità rispetto a quelli con catene più corte.
L'aumento dell'idrofilia dei tensioattivi tende ad aumentarne la solubilità in acqua, riducendone di conseguenza l'adsorbimento sulla superficie delle particelle. Questo effetto diventa più pronunciato quando la forza di interazione tra il tensioattivo e le particelle è debole. Ad esempio, nella preparazione di sistemi di dispersione acquosa di coloranti, si possono utilizzare disperdenti lignosolfonati altamente solfonati per coloranti fortemente idrofobici, al fine di ottenere sistemi di dispersione con un'eccellente stabilità termica. Tuttavia, l'applicazione dello stesso disperdente a coloranti idrofili si traduce in una scarsa stabilità termica; al contrario, l'utilizzo di disperdenti lignosolfonati con un grado di solfonazione inferiore produce sistemi di dispersione con una buona stabilità termica. Ciò è dovuto al fatto che i disperdenti altamente solfonati presentano un'elevata solubilità alle alte temperature, il che li porta a distaccarsi facilmente dalla superficie dei coloranti idrofili, dove l'interazione originaria è già debole, riducendone quindi la disperdibilità.
Se le particelle disperse stesse portano cariche elettriche e si seleziona un tensioattivo con cariche opposte, può verificarsi flocculazione prima che le cariche sulle particelle siano neutralizzate. Solo dopo che un secondo strato di tensioattivo è stato adsorbito sulle particelle con carica neutralizzata è possibile ottenere una dispersione stabile. Se si seleziona un tensioattivo con cariche identiche, l'adsorbimento del tensioattivo sulle particelle diventa difficile; analogamente, un adsorbimento sufficiente a stabilizzare la dispersione si ottiene solo ad alte concentrazioni. In pratica, i disperdenti ionici utilizzati contengono solitamente più gruppi ionici distribuitisull'intera molecola del tensioattivo, mentre i loro gruppi idrofobici sono costituiti da catene di idrocarburi insaturi con gruppi polari come anelli aromatici o legami eterei.
Nei tensioattivi non ionici a base di poliossietilene, le catene di poliossietilene altamente idratate si estendono nella fase acquosa con una conformazione arricciata, creando un'efficace barriera sterica contro l'aggregazione delle particelle solide. Allo stesso tempo, le spesse catene di ossietilene idratate multistrato riducono significativamente le forze di van der Waals tra le particelle, rendendoli eccellenti disperdenti. I copolimeri a blocchi di ossido di propilene e ossido di etilene sono particolarmente adatti all'uso come disperdenti. Le loro lunghe catene di poliossietilene aumentano la solubilità in acqua, mentre i loro gruppi idrofobici di ossido di polipropilene estesi promuovono un maggiore adsorbimento sulle particelle solide; pertanto, i copolimeri con lunghe catene di entrambi i componenti sono ideali come disperdenti.
Quando si combinano tensioattivi ionici e non ionici, il sistema misto non solo permette alle molecole di estendersi nella fase acquosa, formando una barriera sterica che impedisce l'aggregazione delle particelle, ma aumenta anche la resistenza del film interfacciale sulle particelle solide. Pertanto, per il sistema misto, a condizione che l'aumentata solubilità dei tensioattivi nella fase acquosa non inibisca significativamente il loro adsorbimento sulla superficie delle particelle, il disperdente con catene idrofobiche più lunghe mostrerà prestazioni di dispersione superiori.
Data di pubblicazione: 31 dicembre 2025