Dispergiermittel fördern oder stabilisieren das effiziente Vermischen von mindestens zwei normalerweise nicht mischbaren Substanzen. Dies betrifft insbesondere die Bildung von Emulsionen und Suspensionen, die beide als sogenannte Dispersionen gelten. Emulsionen sind feine Mischungen von zwei Flüssigkeiten wie Öl und Wasser, während Suspensionen die stabile Verteilung sehr kleiner Feststoffpartikel in einer Flüssigkeit umfassen. In Beschichtungsmaterialien können diese Feststoffe Pigmente oder Füllstoffe sein, die in eine Flüssigkeit (Dispergiermedium oder Mahlgut) eingearbeitet sind.
Die Herstellung einer Dispersion erfordert das Benetzen der Agglomerate und Aggregate von Feststoffen mit Flüssigkeit (wie Bindemittel, Lösungsmittel oder Wasser), um sie idealerweise in einzelne Partikel zu verteilen und stabil zu halten. Netz- und Dispergiermittel sind dabei hilfreich, da sie die Grenzflächenspannung reduzieren und somit die Benetzung erleichtern. Dispergiermittel, die geeignete Tenside sind, verfügen über pigmentaffine Gruppen, die sich an die Pigmente binden und deren Agglomeration verhindern. Dies führt zu einer geringeren Neigung zur Sedimentation der Pigmente oder des Lackes.
Arten der Stabilisierung
Es gibt zwei mögliche Mechanismen der Stabilisierung und eine Kombination aus beiden.
Sterische Stabilisierung erfolgt, indem die pigmentaffinen Köpfe des Tensids an den Pigmenten haften, während die langen Ketten ins Dispergiermedium ragen. Wenn zwei Pigmentpartikel aufeinandertreffen, werden sie aufgrund der Tenside auf Abstand gehalten, wodurch eine Entropische Abstoßung entsteht.
Elektrostatische Stabilisierung beinhaltet ein Dispergieradditiv mit elektrischer Ladung, wobei die pigmentaffine Gruppe ungeladen sein kann und der andere Teil negativ geladen ist. Eine monomolekulare Hülle umgibt das Pigmentkorn, wobei die negativ geladenen Teile des Tensids in ein polares Lösungsmittel wie Alkohol oder Wasser ragen und eine Schutzhülle bilden. Verschiedene strukturelle Varianten dieser Tenside sind möglich.
Die elektrosterische Stabilisierung kombiniert beide Mechanismen, wobei die Ladungen, die für die Abstoßung verantwortlich sind, an den Enden der ins Dispergiermedium ragenden Ketten lokalisiert sind.
Die Auswahl des Dispergieradditivs ist abhängig von den verwendeten Pigmenten und dem Dispergiermedium. In nicht-polaren Lösungsmitteln ist die sterische Stabilisierung am effektivsten, während in polaren Lösungsmitteln die elektrische Stabilisierung bevorzugt wird.
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