वर्णक उत्पादन प्रक्रिया में, वर्णक पाउडर कितना भी महीन क्यों न हो, हमेशा कुछ एकत्रित और गुच्छे वाले कण होंगे। परिवहन और भंडारण की प्रक्रिया में, वर्णक को बाहर निकालना और नमी के कारण बड़े कणों में प्रवाहित किया जाएगा, और वर्णक जितना महीन होगा, सतह का क्षेत्रफल जितना बड़ा होगा और सतह की ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी, एक साथ प्रवाहित करना उतना ही आसान होगा। यदि उचित सर्फेक्टेंट के साथ इलाज किया जाता है, तो ये बड़े कण उपयोग के दौरान आसानी से फैल जाते हैं, और फैलाव तंत्र मुख्य रूप से इस प्रकार है:
1. गीला करना
तरल में अकार्बनिक रंगद्रव्य पाउडर का फैलाव मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन चरणों से गुजरता है:
① पाउडर को गीला करने के लिए, तरल को न केवल पाउडर की सतह को गीला करना चाहिए, बल्कि पाउडर कणों के बीच हवा और नमी को भी बदलना चाहिए;
② गीले पाउडर से गुजरने और कणों के बीच हवा और नमी को विस्थापित करने के बाद, वर्णक पाउडर में झुंड और समुच्चय नष्ट हो जाते हैं;
③ गीले और नष्ट किए गए गुच्छे और कुल पाउडर तरल में एक स्थिर फैलाव स्थिति बनाए रखते हैं। अर्थात फैलाव गीला-छितराना-फैलाव को स्थिर रखने की प्रक्रिया है।
सामान्य परिस्थितियों में, उपयोग से पहले अकार्बनिक रंजक शायद ही कभी सूखते हैं, और वर्णक की सतह न केवल हवा के साथ मिश्रित होती है, बल्कि पानी की परत की एक परत को भी अवशोषित करती है। आमतौर पर वर्णक की सतह पर सोखे जाने वाले पानी की मात्रा ठोस सतह पर एक मोनोमोलेक्युलर फिल्म बनाने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा के बराबर होती है। उदाहरण के लिए, TiO2 का प्रति ग्राम सतह क्षेत्रफल 10m है2, पानी के अणु सोखने की परत की मोटाई 10×10-10m है, और मोनोमोलेक्युलर फिल्म द्वारा आवश्यक पानी की मात्रा लगभग 0 है। वर्णक के वजन का 3 प्रतिशत , इसलिए वर्णक में नमी की मात्रा भी इसके फैलाव प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारकों में से एक है। एक। ठोस गीला है या नहीं इसका अंदाजा उसके संपर्क कोण के अनुसार लगाया जा सकता है। 0 डिग्री के संपर्क कोण का मतलब है कि यह पूरी तरह से गीला है, और तरल पूरी तरह से ठोस की सतह पर फैला हुआ है; 180 डिग्री के संपर्क कोण का मतलब है कि यह बिल्कुल गीला नहीं है, और तरल पानी की बूंदों के रूप में सतह का पालन करता है। ठोस सतह।
किसी ठोस को तरल में अच्छी तरह से गीला किया जा सकता है या नहीं, इसका अंदाजा न केवल संपर्क कोण के आकार से लगाया जा सकता है, बल्कि इसके गीला होने की गर्मी के आकार को मापकर भी लगाया जा सकता है। आम तौर पर, हाइड्रोफिलिक पाउडर (जैसे TiO2) में ध्रुवीय तरल पदार्थों में और गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों में गीला होने की बड़ी गर्मी होती है, ध्रुवीय तरल पदार्थों में गीलापन की गर्मी कम होती है, जबकि ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों में हाइड्रोफोबिक पाउडर के गीला होने की गर्मी मोटे तौर पर स्थिर है।
तरल में ठोस पाउडर की बसने की गति और बसने की मात्रा भी गीलेपन की डिग्री का न्याय कर सकती है। उच्च ध्रुवता वाले ठोस जैसे टीओओ2 में अत्यधिक ध्रुवीय समाधान में एक छोटी सी व्यवस्थित मात्रा होती है, और कम ध्रुवीय समाधान में एक छोटी ठोस होती है। बड़ी है; गैर-ध्रुवीय ठोस चूर्णों में आमतौर पर बड़े अवसादन मात्राएँ होती हैं। सर्फैक्टेंट उपचार के अतिरिक्त होने के बाद, क्योंकि सर्फैक्टेंट अणु ठोस की सतह पर दृढ़ता से उन्मुख और adsorbed होते हैं, यह तरल की सतह के तनाव को कम करने और इसके गीलेपन और फैलाव गुणों में सुधार करने में मदद करता है।
2. विद्युत प्रतिकर्षण (ξ संभावित)
जलीय घोल में अकार्बनिक पिगमेंट के फैलाव और फैलाव की स्थिरता मुख्य रूप से पानी में उनके विद्युत प्रतिकर्षण, यानी ξ संभावित द्वारा निर्धारित की जाती है।
फैलाव स्थिरता बनाए रखने के लिए विद्युत प्रतिकर्षण आवेश प्रतिकर्षण का उपयोग है।
सर्फेक्टेंट जलीय घोल में बड़ी संख्या में नकारात्मक रूप से आवेशित (या धनात्मक रूप से आवेशित) आयनों को आयनित कर सकते हैं, जो कि वर्णक कणों की सतह पर दृढ़ता से सोख लिए जाते हैं, ताकि इन कणों पर समान आवेश हो, और विपरीत आवेश वाले अन्य आयन स्वतंत्र रूप से तरल में फैल जाएं। मध्यम। चारों ओर, आवेशित आयनों की एक प्रसार परत (विद्युत दोहरी परत) बनती है। ठोस सतह से आयनों की दो परतों के बीच प्रसार परत के सबसे दूर के बिंदु (अर्थात, जहां विपरीत चार्ज 0 है) के बीच संभावित अंतर को ξ क्षमता कहा जाता है। कणों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण इसी से आता है, और एक ही आवेश वाले ये कण संपर्क में आने के बाद एक-दूसरे को पीछे हटा देंगे, ताकि छितरी हुई प्रणाली की स्थिरता को बनाए रखा जा सके, जो कि प्रसिद्ध DLVO सिद्धांत है।
विद्युत प्रतिकर्षण के मामले में, सर्फेक्टेंट में उच्च आयनीकरण प्रदर्शन होना चाहिए, और एनीओनिक सर्फेक्टेंट और कुछ अकार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं, जैसे: ट्रिपोटेशियम पॉलीफॉस्फेट, पोटेशियम पाइरोफॉस्फेट, सोडियम पॉलीफॉस्फेट, एल्काइल आर्यल सल्फोनेट सोडियम नेफ़थलीन सल्फोनेट, सोडियम मेथिलीन नेफ़थलीन सल्फ़ोनेट, सोडियम पॉलीकार्बोक्सिलेट, आदि।
3. स्टेरिक बाधा प्रभाव (या एन्ट्रापी प्रभाव)
जब वर्णक को गैर-जलीय माध्यम में फैलाया जाता है, तो उपर्युक्त आयनिक प्रतिक्रिया की संभावना बहुत समाप्त हो जाती है, और गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट पानी में आयनित नहीं होता है। इस मामले में, सर्फेक्टेंट के प्रभाव को स्टेरिक बाधा प्रभाव या एन्ट्रापी प्रभाव कहा जाता है। क्योंकि पृष्ठसक्रियकारक को वर्णक कणों की सतह पर एक मोनोमोलेक्यूलर सोखना परत बनाने के लिए दिशात्मक रूप से सोख लिया जा सकता है, यह दिशात्मक बफर परत कणों के एकत्रीकरण को रोक सकती है, जिससे फैलाव प्रणाली की स्थिरता बनी रहती है (जिसे सुरक्षात्मक कोलाइड या मिसेल भी कहा जाता है) .
वर्णक की सतह पर सर्फेक्टेंट आणविक समूह, जैसे-जैसे सर्फेक्टेंट की सांद्रता बढ़ती है, इसकी एन्ट्रापी कम होती जाएगी और इसकी गति प्रतिबंधित होगी। वर्णक कण जितने करीब और अधिक संकुचित होंगे, उनकी एन्ट्रापी उतनी ही कम होगी, जो फैलाव प्रणाली की स्थिरता के लिए फायदेमंद है।
