25 წელზე მეტია, რაც დისპერსიის ტესტებს ვატარებ და საწარმოო პარტიების პრობლემებს ვუმკლავდები, და მივხვდი, რომ საბოლოო საფარის ხარისხი ხშირად მილბეისის მომზადების პირველ 30 წუთში წყდება. თუ საღებავები და შემავსებლები თავიდანვე სათანადოდ არ დაიფანტება, მთელი დღე შეიძლება წებოვანების მკვეთრ ცვლილებებთან, ფერის ცუდად განვითარებასთან ან ქილაში ნალექის დადებასთან ბრძოლაში გაატაროთ. სწორედ აქ ამართლებს დისპერსანტები. ისინი პიგმენტებს უბრალოდ უფრო სწრაფად არ ატენიანებენ — ისინი ნაწილაკებს ერთმანეთისგან აშორებენ, რათა მთელი სისტემა წარმოების, შენახვისა და გამოყენების პროცესში სტაბილური დარჩეს.
დისპერსანტი მოქმედებს პიგმენტის ზედაპირზე ადსორბირებით და ბარიერის შექმნით, რომელიც ხელს უშლის ხელახალ აგლომერაციას. წყალზე დაფუძნებულ სისტემებში ეს ხშირად იონგამტარ ჯგუფებს შორის ელექტროსტატიკური მიზიდულობის უარყოფაა (მაგალითად, კარბოქსილატები პოლიაკრილატებზე). მარილზე დაფუძნებულ ან მაღალი სიმკვრივის სისტემებში, როგორც წესი, უფრო მნიშვნელოვანია გრძელი პოლიმერული ჯაჭვების სტერიული წინააღმდეგობა. ზოგიერთი თანამედროვე პოლიმერული დისპერსანტი ორივე მექანიზმს აერთიანებს. შედეგად მიიღება უფრო დაბალი წებოვნება პიგმენტის მაღალი დატვირთვისას, დაფქვის უფრო სწრაფი დრო, უკეთესი ფერის ინტენსივობა და დროთა განმავლობაში ნაკლები დანალექი.
მახსოვს ერთი წყალზედართვის არქიტექტურული საღებავის პროექტი, სადაც განსხვავება დრამატული იყო. ჩვენ ვანაწილებდით სტანდარტულ რუტილურ TiO₂-ს (20 % PVC) და წითელ ორგანულ პიგმენტს აკრილის ემულსიის სისტემაში. დისპერსანტის გარეშე, მილბეისის წებოვნება მაღალსიჩქარიანი დისპერსიის დაწყებიდან ათი წუთის განმავლობაში 8000 mPa·s-ზე მეტს აღწევდა, ჰეგმანის ხარისხი არასდროს ეცემოდა 4-ზე დაბლა, ხოლო სამი დღის შემდეგ წითელი პიგმენტი დაიწყო ზედაპირზე ამოსვლა და ფლოკულაცია. ფერის ინტენსივობა სამიზნე მაჩვენებელზე დაახლოებით 15 %-ით დაბალი იყო, ხოლო გამომშრალ ფენაზე 60°-ზე ბზინვარება მხოლოდ 42 ერთეულს შეადგენდა.
შემდეგ ჩვენ გავატარეთ იგივე ფორმულაცია სამი სხვადასხვა დისპერსანტით, 1.2 % აქტიური ნივთიერების რაოდენობით პიგმენტის წონის მიხედვით:
- სტანდარტულმა ამონიუმის პოლიაკრილატმა დისპერსიის შემდეგ გამოავლინა 3200 მპა·ს სიბლანტე, ჰეგმანის 6.5 სკალა და 30-დღიანი შენახვის შემდეგ შეინარჩუნა სტაბილური ფერი (დელტა E < 0.8). ბზინვარება გაუმჯობესდა და 58 ერთეულს მიაღწია.
- მაღალმოლეკულური წონის პოლიურეთანის დისპერსანტმა სიბლანტე კიდევ უფრო შეამცირა 2100 მპა·წმ-მდე, მიაღწია ჰეგმანის 7-ს და უზრუნველყო ფერის საუკეთესო ინტენსივობა (+12 %-ის ფერის ინტენსივობა კონტროლთან შედარებით). 30 დღის შემდეგ დელტა E მხოლოდ 0.4 იყო, ხოლო ბზინვარება 61 ერთეულზე შენარჩუნდა.
- ფოსფატზე დაფუძნებულმა დისპერსანტმა კარგი შედეგი აჩვენა სიბლანტეში (2400 მპა·ს), მაგრამ აკრილის შემკვრელთან მცირე შეუთავსებადობა გამოავლინა — ნიმუშებზე დავინახეთ მიკრო-ქვევრა და ბზინვარების 4 ერთეულით შემცირება.
ამ სამუშაოში პოლიურეთანის ვერსიამ გაიმარჯვა, რადგან მან უზრუნველყო დაბალი სიბლანტების, სწრაფი დისპერსიისა და გრძელვადიანი სტაბილურობის საუკეთესო ბალანსი ფირზე გვერდითი ეფექტების გარეშე. დოზირების კურვის ოპტიმიზაციის შემდეგ, საბოლოოდ ის 0.9 % აქტიურში გამოვიყენეთ. ქარხანამ ასევე შენიშნა, რომ TiO₂-ის დატვირთვა 8 %-ით შეეძლოთ გაეზარდათ სისქის პრობლემების გარეშე, რამაც გააუმჯობესა ფარვის უნარი და შეამცირა ფორმულაციის საერთო ღირებულება.
ამ გამოცდილებამ რამდენიმე პრაქტიკული გაკვეთილი მასწავლა. პირველ რიგში, დოზირება უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე ადამიანების უმეტესობას ჰგონია. თუ დოზა არასაკმარისი იქნება, მოგვიანებით ფლოკულაცია მოხდება; ხოლო თუ ზედმეტი, შესაძლოა, ხელახლა გაზარდოთ სიმჭიდროვე ან დააზიანოთ წყალგამტარობა. მე ყოველთვის ვიყენებ დოზირების დიაპაზონს 0.5 %-დან 2.5 %-მდე აქტიური პიგმენტის მიმართ და ვაკვირდები როგორც წისქვილის კრუვას, ასევე შენახვის სტაბილურობას.
მეორე, ქიმიური შემადგენლობა უნდა შეესაბამებოდეს სისტემას. პოლიაკრილატები იაფი და ეფექტურია მრავალ წყალზე დაფუძნებულ დეკორატიულ საღებავში, მაგრამ ისინი შეიძლება მგრძნობიარე იყვნენ ელექტროლიტებისა და pH-ის ცვლილების მიმართ. პოლიმერული დისპერსანტები (პოლიურეთანის ან პოლიეთერის ტიპის) უფრო ძვირია, მაგრამ უკეთეს შედეგს იძლევა რთულ ორგანულ პიგმენტებთან და იმ სისტემებში, რომლებსაც მაღალი ბზინვარება ან კარგი გარე მდგრადობა სჭირდება. მარილოვანი ბაზის ალკიდებსა და ეპოქსიდებში მე მაინც უფრო ხშირად ვიყენებ ცხიმმჟავას ან მოდიფიცირებულ აკრილის ტიპის დისპერსანტებს.
მესამე, ნამდვილი გამოცდა მხოლოდ თავდაპირველი დამუშავება არასდროს არის. მე ყოველთვის ვამოწმებ სისქეს 24 საათის შემდეგ და ერთი კვირის თავზე, ვატარებ ფერის მიმღებლობის შემოწმებას (rub-out ტესტი) და ვახდენ დაჩქარებულ შენახვას (50 °C-ზე ორი კვირის განმავლობაში), რათა დავინახო, გამოჩნდება თუ არა ფლოკულაცია ან დატბორვა. ამ ეტაპზე ბევრი “კარგი” ლაბორატორიული პარტია ჩავარდება.
გამოცდილებიდან, ყველაზე დიდი სარგებელი ჩანს, როდესაც ზრდით პიგმენტის დატვირთვას ან მუშაობთ რთულად დისპერსიულ პიგმენტებთან, როგორიცაა ფტალოციანინების ზოგიერთი სახეობა ან ნახშირბადის შავი. ერთ-ერთ საღებავის პროექტში, სპეციალურად შექმნილ პოლიმერულ დისპერსანტზე გადასვლამ საშუალება მოგვცა ნახშირბადის შავის შემცველობის გაზრდა 12 %-დან 18 %-მდე, ხოლო წებოვნება 1500 mPa·s-ზე ნაკლები შეგვენარჩუნებინა. ამ ერთმა ცვლილებამ გააუმჯობესა ფერის ინტენსივობა და მარცვლოვანი წისქვილის (bead mill) გავლის რაოდენობა ოთხიდან ორამდე შეამცირა.
რა თქმა უნდა, დისპერსანტები უნივერსალური საშუალება არ არის. ისინი ვერ გამოასწორებენ პიგმენტის დაბალ ხარისხს, არასწორ წისქვილის მედიას ან არასაკმარის ჭიმვას. ისინი ასევე ზრდიან ხარჯებს და, არასწორი ტიპის შერჩევის შემთხვევაში, ზოგჯერ შეიძლება გავლენა იქონიონ სხვა თვისებებზე — ქაფიანობაზე, წყალგამძლეობაზე ან ფენებს შორის შეწებებადობაზე.
საბოლოო ჯამში, სწორი დისპერსანტის შერჩევა ფორმულაციის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი გადაწყვეტილებაა. როდესაც ის კარგად მუშაობს, თქვენ იღებთ უფრო სწრაფ წარმოებას, უფრო სტაბილურ პარტიებს, უკეთეს ფერს და მომხმარებლების ნაკლებ საჩივარს. ხოლო როდესაც არა — ყოველდღიურად ებრძვით წისქვილის ბაზას. ის საწარმოები, რომლებიც დისპერსანტის შერჩევას ფორმულირების სერიოზულ ნაწილად მიიჩნევენ — ატარებენ სათანადო შედარებით ცდებს და აფასებენ, თუ რა ხდება რეალურად შენახვისა და გამოყენების შემდეგ — პრობლემების დევნას წყვეტენ და მიზნებს სტაბილურად აღწევენ.