สารช่วยกระจายตัว

ลักษณะทางเคมีของสารกระจายตัว

โดยส่วนใหญ่ สารช่วยกระจายตัวคือ สารลดแรงตึงผิว หรือส่วนผสมของสารลดแรงตึงผิวที่มีค่า HLB ต่างกัน ซึ่งจะดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคเฟสที่กระจายตัว ลดแรงตึงผิวระหว่างเฟส และเพิ่มความสามารถในการเปียกของอนุภาคโดยตัวกลางต่อเนื่อง การดูดซับดังกล่าวช่วยลดแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลแบบแวนเดอร์วาลส์ระหว่างอนุภาคขนาดเล็ก และเพิ่มแรงผลักระหว่างโมเลกุล ซึ่งช่วยให้พวกมันแยกออกจากกันได้

กลไกการออกฤทธิ์ของสารกระจายตัว

กลไกการออกฤทธิ์ของสารช่วยกระจายตัวนั้นอาศัยการทำให้เสถียรด้วยไฟฟ้าสถิตและ/หรือด้วยแรงทางกายภาพ ในกรณีของการทำให้เสถียรด้วยไฟฟ้าสถิต สารช่วยกระจายตัวที่เป็นไอออนจะดูดซับลงบนพื้นผิวของอนุภาค ทำให้เกิดประจุบนพื้นผิวและก่อตัวเป็นชั้นไฟฟ้าคู่ ซึ่งประจุที่เกิดขึ้นจะทำให้อนุภาคที่มีประจุชนิดเดียวกันผลักกัน ป้องกันการจับตัวเป็นก้อนของอนุภาค

กลไกสเตอริก

ในกลไกเชิงสเตอริก สารช่วยกระจายตัวที่มีมวลโมเลกุลสูง (เช่น โพลิเมอร์) จะสร้างชั้นป้องกันที่กว้างรอบอนุภาค โดยชั้นป้องกันนี้ทำหน้าที่เป็นกำแพงทางกายภาพ ทำให้ยากที่อนุภาคจะเข้าใกล้และรวมตัวกันใหม่ การรักษาเสถียรภาพเชิงสเตอริกมักมีความไวต่อการมีอยู่ของอิเล็กโทรไลต์น้อยกว่าการรักษาเสถียรภาพเชิงไฟฟ้าสถิต

การรักษาเสถียรภาพด้วยไฟฟ้าสถิต

ในทางปฏิบัติ สารช่วยกระจายตัวสมัยใหม่หลายชนิดผสมผสานกลไกทั้งสองเข้าด้วยกัน ซึ่งเรียกว่าการทำให้เสถียรด้วยไฟฟ้าสถิตและสเตอริก โดยที่แรงผลักทางไฟฟ้าสถิตและกำแพงโพลีเมอร์เกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียรของการกระจายตัวแม้ภายใต้สภาวะทางเคมีที่เปลี่ยนแปลงได้ เช่น ค่า pH หรือความเข้มข้นของไอออนในสิ่งแวดล้อม

การใช้สารกระจายตัว

สารกระจายตัวถูกนำไปใช้ในหลายด้าน รวมถึงในอุตสาหกรรมยานยนต์เป็นสารเติมแต่งในน้ำมันเครื่องยนต์ และในงานก่อสร้างเป็นสารเติมแต่งในคอนกรีต นอกจากนี้ยังพบได้ในสารเคมีสำหรับใช้ในครัวเรือนและเครื่องสำอาง ในอุตสาหกรรมสิ่งทอใช้เป็นสารเติมแต่งในเม็ดสี และยังใช้ในกระบวนการแปรรูปปิโตรเลียมอีกด้วย