吸引和排斥位能
顏料粒子互相接近時(shí)通常包含三個(gè)主要相互作用力：
電磁力，本質(zhì)上總是吸引力；
靜電(庫(kù)侖)力，可以是吸引力也可以是排斥力，但在考慮顏料分散時(shí)幾乎總是排斥力；
空間位阻力(由于吸附層)，本質(zhì)上是排斥力。
這幾種力來(lái)源于十分不同的原因，可以分別計(jì)算，也可以相加或相減以求出總的效應(yīng)(凈吸引或排斥位能)。電磁力和靜電力之間的相互關(guān)系是DLVO理論的基礎(chǔ)。立體位阻對(duì)總體穩(wěn)定或絮凝效應(yīng)的作用仍待上升成明確的理論基礎(chǔ)。
吸引力(本質(zhì)上是電磁性的)
粒子的相互作用形成絮凝，為防止絮凝就必須克服本質(zhì)上是電磁力的吸引力。這些常在的力稱為倫敦一范德華力，是由于相互作用的粒子內(nèi)部偶極的影響。當(dāng)一個(gè)正常情況下呈非極性的粒子靠近極性粒子，因感應(yīng)而帶極性，這就把因素進(jìn)一步復(fù)雜化。
兩相似粒子間的吸引力隨粒子直徑而增大，隨粒子分隔距離而減少。
排斥力(本質(zhì)上是靜電性的)
穩(wěn)定粒子分散體的兩個(gè)主要排斥影響之一就是靜電力，它起因于包圍粒子的溶液及粒子表面上離子的分布不均勻。這些離子可能來(lái)源于與粒子表面相連的可離子化物質(zhì)(在某些條件下產(chǎn)生離解)，也可能來(lái)源于相反電荷顆粒離子的不相等的溶解。但是從實(shí)際重要性來(lái)看離子最明顯的來(lái)源是仔細(xì)加入分散體中的可電離物質(zhì)(電解質(zhì))，目的是使粒子表面對(duì)一種離子引起不相等的吸附。
實(shí)際上常發(fā)現(xiàn)粒子是帶負(fù)電荷的。在水性分散體中這一觀察更為真實(shí)，其中陰離子(負(fù)電荷，通常較少水合)明顯地比多水合的陽(yáng)離子(正電荷)更易于吸附。
一旦由于選擇吸附了負(fù)離子或正離子便得到電荷，粒子就趨向于吸引帶相反電荷的溶液離子，把它們帶至有電荷的粒子表面附近。因此帶電荷粒子的周圍是一層溶液，近乎密集著與粒子表面電荷相反的離子。這些離子稱為平衡離子。
總的情況就是電荷的雙電層，一層位于粒子的表面，另一層即中和層，存在于擴(kuò)散區(qū)域，向外伸入溶液。從這種不相等的離子分布產(chǎn)生的靜電電位，以粒子表面最高，隨著深入溶液而迅速降落。對(duì)于指定的液體介質(zhì)而言，隨著離粒子表面距離更遠(yuǎn)而使電位降落的速率主要取決于溶液的離子濃度及離子價(jià)數(shù)。增加二者中任一個(gè)，大大促進(jìn)靜電電位隨距離而快速降落。
盡管雙電層沒(méi)有明確的終點(diǎn)(因?yàn)殡娢话粗笖?shù)規(guī)律降落)，然而給它一定的厚度值，δ，仍是方便的。此任選的雙電層厚度相當(dāng)于粒子表面至靜電電位降落至原始值的0.37的距離。
雙電層厚度δ，與液體介質(zhì)的介電常數(shù)，離子價(jià)(陽(yáng)離子，陰離子均同)，離子濃度有關(guān)。增加離子價(jià)或離子濃度均可降低雙電層厚度。
δ值的降低則導(dǎo)致分散穩(wěn)定性的降低。
以介電常數(shù)而言，別的數(shù)據(jù)假定相等不變，則水體系中兩個(gè)粒子的排斥力比醇酸體系的大20倍。
對(duì)任一指定的分隔距離而言，排斥力隨粒子大小而增加。
以ζ電位量度的粒子電荷具有特別強(qiáng)烈的排斥影響。
排斥效應(yīng)因離子濃度增大而大幅度下降。實(shí)際上，離子濃度越大，最終將消除全部排斥反應(yīng)。離子價(jià)數(shù)增大也同樣使排斥力消失。分散穩(wěn)定性取決于靜電排斥力，顯然它要求最低的離子濃度，而且要避免一價(jià)以外的離子。
已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了：用雙電層穩(wěn)定的分散體，只要加入痕量不同的電解質(zhì)(鹽)，即電解質(zhì)與穩(wěn)定性(吸附)電解質(zhì)之間沒(méi)有相同離子那么就易于絮凝。不同的平衡離子的絮凝力與其價(jià)的六次方成正比。
這著重說(shuō)明必須防止任何外來(lái)的平衡離子進(jìn)入，特別是二，三價(jià)離子。
吸引(電磁性)及排斥(靜電性)力的綜合效應(yīng)
兩個(gè)粒子間的距離對(duì)于粒子是否被吸引或排斥是一個(gè)決定性因素。
分散穩(wěn)定性主要取決于粒子是否有足夠的熱能超過(guò)此排斥障礙，并穿透入吸引區(qū)域。應(yīng)該指出，對(duì)具有布朗運(yùn)動(dòng)的粒子所賦予的能量值kT是一個(gè)平均值，在任一粒子組成中，粒子的能量高于或低于此平均值。因此為了確保對(duì)那些具更高能量粒子的穩(wěn)定性，排斥障礙或許應(yīng)該更多。
當(dāng)溶液的離子濃度增加時(shí)，排斥障礙消失。甚至加入痕量的鹽便能消失排斥力，導(dǎo)致不可避免的絮凝。
排斥力(空間位阻)
粒子表面的一層吸附物質(zhì)對(duì)互相靠近的粒子可以提供一種立體(空間)阻礙，即在靠近的粒子之間插入一機(jī)械阻礙。立體位阻與靜電排斥相結(jié)合所穩(wěn)定的體系會(huì)趨于十分穩(wěn)定。膠體物質(zhì)如蛋白質(zhì)、樹(shù)膠、淀粉及纖維素衍生物均能吸附于粒子表面，形成一高度粘稠、高度結(jié)構(gòu)性的外層。假如膠體的未被吸附部分特別易混溶于溶液(對(duì)水分散體而言即強(qiáng)烈親水性)，則更加強(qiáng)保護(hù)作用。如果在這方面起作用的話，這些物質(zhì)稱為保護(hù)膠體。
設(shè)想一下在沒(méi)有靜電排斥力的條件下空間位阻穩(wěn)定性的機(jī)理是有趣的。假定一種情況：顏料粒子吸附一層物質(zhì)(一種保護(hù)膠體)，厚度為5納米，因此當(dāng)吸附層的外表正好相接觸時(shí)，粒子相隔的有效距離為10納米。在這種分隔距離下，較小粒子的吸引力要低于較大粒子。盡管較小粒子在吸引區(qū)一邊，可是應(yīng)當(dāng)記住粒子能量在平均值kT上下變動(dòng)。因此很可能有若干個(gè)具更高能量的較小粒子在絮凝體形成時(shí)即將其沖松，斷裂，并再度分散。根據(jù)這一點(diǎn)，可以想象粒子直徑小于0.2μm，在有保護(hù)性機(jī)械阻礙幫助下，盡管處于凈吸引影響中，仍可形成中等穩(wěn)定的分散體。大大超過(guò)0.2μm的粒子其吸引力會(huì)太強(qiáng)，以致不能分開(kāi)或不能促使再分散。
除了在兩個(gè)靠近粒子間插入占體積的物質(zhì)之外，實(shí)際上吸附層也可能具有排斥作用(不同于靜電力)。理論和實(shí)際的研究表明吸附層，當(dāng)強(qiáng)力使其緊密接近時(shí)，也表現(xiàn)出相互排斥效應(yīng)。
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