ในกระบวนการผลิตเม็ดสี ไม่ว่าผงสีจะบดละเอียดเพียงใด ก็จะมีอนุภาครวมตัวและจับตัวเป็นก้อนอยู่เสมอ ในกระบวนการขนส่งและจัดเก็บ เม็ดสีจะถูกจับกลุ่มเป็นอนุภาคขนาดใหญ่เพิ่มเติมเนื่องจากการอัดขึ้นรูปและความชื้น ยิ่งเม็ดสีละเอียดมากเท่าใด พื้นที่ผิวก็จะยิ่งมากขึ้นและพลังงานพื้นผิวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การเกาะกลุ่มเข้าด้วยกันก็จะง่ายขึ้นเท่านั้น หากได้รับการปฏิบัติด้วยสารลดแรงตึงผิวที่เหมาะสม อนุภาคขนาดใหญ่ที่จับตัวเป็นก้อนเหล่านี้จะกระจายตัวได้ง่ายระหว่างการใช้งาน และกลไกการกระจายตัวมีดังนี้:
1. ปัสสาวะรดที่นอน
การกระจายตัวของผงสีอนินทรีย์ในของเหลวส่วนใหญ่ต้องผ่านสามขั้นตอนต่อไปนี้:
① สำหรับการทำให้แป้งเปียก ของเหลวไม่ควรทำให้พื้นผิวของแป้งเปียกเท่านั้น แต่ยังแทนที่อากาศและความชื้นระหว่างอนุภาคของแป้งด้วย
② หลังจากผ่านแป้งเปียกและแทนที่อากาศและความชื้นระหว่างอนุภาค ฟล็อกและมวลรวมในผงสีจะถูกทำลาย
③ Flocs และผงมวลรวมที่เปียกและถูกทำลายจะรักษาสถานะการกระจายตัวที่คงที่ในของเหลว กล่าวคือ การกระจายตัวเป็นกระบวนการทำให้การกระจายตัวแบบเปียก-ทำให้การกระจายตัวคงที่
ภายใต้สถานการณ์ปกติ เม็ดสีอนินทรีย์จะไม่ค่อยแห้งก่อนใช้งาน และพื้นผิวของเม็ดสีไม่เพียงแต่ผสมกับอากาศเท่านั้น แต่ยังดูดซับชั้นฟิล์มน้ำอีกด้วย ปริมาณน้ำที่มักจะดูดซับบนพื้นผิวของเม็ดสีนั้นเทียบเท่ากับปริมาณน้ำที่ต้องใช้เพื่อสร้างฟิล์มโมเลกุลเดี่ยวบนพื้นผิวของแข็ง ตัวอย่างเช่น พื้นที่ผิวต่อกรัมของ TiO2 คือ 10m2ความหนาของชั้นดูดซับโมเลกุลของน้ำคือ 10×10-10ม. และปริมาณน้ำที่ฟิล์มโมเลกุลเดี่ยวต้องการคือประมาณ 0.3 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักของเม็ดสี ดังนั้นความชื้นในเม็ดสีจึงเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการกระจายตัว หนึ่ง. ไม่ว่าของแข็งจะเปียกหรือไม่สามารถตัดสินได้จากมุมสัมผัส มุมสัมผัส 0 องศาหมายความว่าเปียกอย่างสมบูรณ์ และของเหลวกระจายบนพื้นผิวของของแข็งอย่างสมบูรณ์ มุมสัมผัส 180 องศาหมายความว่าไม่เปียกเลย และของเหลวจะเกาะติดกับพื้นผิวในรูปของหยดน้ำ พื้นผิวที่เป็นของแข็ง
การที่ของแข็งจะเปียกในของเหลวได้ดีนั้นสามารถตัดสินได้ไม่เพียงแค่ขนาดของมุมสัมผัสเท่านั้น แต่ยังวัดจากขนาดความร้อนของการทำให้เปียกด้วย โดยทั่วไป ผงที่ชอบน้ำ (เช่น TiO2) มีความร้อนสูงในการทำให้เปียกในของเหลวที่มีขั้ว และในของเหลวที่ไม่มีขั้ว ความร้อนของการทำให้เปียกในของเหลวที่มีขั้วจะมีค่าน้อย ในขณะที่ความร้อนของการทำให้เปียกของผงที่ไม่ชอบน้ำในของเหลวที่มีขั้วและไม่มีขั้วจะมีความร้อนสูง มีค่าคงที่โดยประมาณ
ความเร็วในการตกตะกอนและปริมาณการตกตะกอนของผงของแข็งในของเหลวยังสามารถตัดสินระดับความเปียกได้ ของแข็งที่มีขั้วสูง เช่น TiO2 มีปริมาณการตกตะกอนเล็กน้อยในสารละลายที่มีขั้วสูง และของแข็งขนาดเล็กในสารละลายที่มีขั้วต่ำ มีขนาดใหญ่ ผงของแข็งไม่มีขั้วมักมีปริมาณการตกตะกอนมาก หลังจากการเติมสารลดแรงตึงผิว เนื่องจากโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวมีความเข้มข้นสูงและถูกดูดซับบนพื้นผิวของของแข็ง จึงช่วยลดแรงตึงผิวของของเหลวและปรับปรุงคุณสมบัติในการทำให้เปียกและกระจายตัว
2. แรงผลักไฟฟ้า (ศักย์ไฟฟ้า ξ)
ความคงตัวของการกระจายตัวและการกระจายตัวของเม็ดสีอนินทรีย์ในสารละลายที่เป็นน้ำส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยแรงผลักทางไฟฟ้าในน้ำ นั่นคือ ศักยภาพ ξ
แรงผลักด้วยไฟฟ้าคือการใช้แรงผลักของประจุเพื่อรักษาความเสถียรของการกระจาย
สารลดแรงตึงผิวสามารถแตกตัวเป็นไอออนของไอออนที่มีประจุลบ (หรือประจุบวก) จำนวนมากในสารละลายที่เป็นน้ำ ซึ่งถูกดูดซับอย่างแน่นหนาบนพื้นผิวของอนุภาคเม็ดสี เพื่อให้อนุภาคเหล่านี้มีประจุเท่ากัน และไอออนอื่นๆ ที่มีประจุตรงข้ามกันจะกระจายเข้าสู่ของเหลวได้อย่างอิสระ ปานกลาง. รอบ ๆ จะเกิดชั้นการแพร่กระจาย (ชั้นไฟฟ้าสองชั้น) ของไอออนที่มีประจุ ความต่างศักย์ระหว่างไอออนสองชั้นจากพื้นผิวของแข็งไปยังจุดที่ไกลที่สุดของชั้นการแพร่กระจาย (นั่นคือ โดยที่ประจุตรงข้ามคือ 0) เรียกว่า ศักย์ ξ แรงผลักไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาคมาจากสิ่งนี้ และอนุภาคเหล่านี้ที่มีประจุไฟฟ้าเท่ากันจะผลักกันเมื่อสัมผัสกัน เพื่อรักษาเสถียรภาพของระบบที่กระจายตัว ซึ่งเป็นทฤษฎี DLVO ที่มีชื่อเสียง
ในกรณีของแรงผลักด้วยไฟฟ้า สารลดแรงตึงผิวต้องมีประสิทธิภาพการแตกตัวเป็นไอออนสูง และมักใช้สารลดแรงตึงผิวแบบประจุลบและไดอิเล็กทริกอนินทรีย์บางชนิด เช่น ไตรโพแทสเซียมโพลีฟอสเฟต โพแทสเซียมไพโรฟอสเฟต โซเดียมโพลีฟอสเฟต อัลคิลอะริลซัลโฟเนต โซเดียมแนพทาลีนซัลโฟเนต โซเดียมเมทิลีนแนฟทาลีนซัลโฟเนต โซเดียมโพลีคาร์บอกซิเลต เป็นต้น
3. Steric อุปสรรคผล (หรือผลเอนโทรปี)
เมื่อเม็ดสีกระจายตัวในตัวกลางที่ไม่ใช่น้ำ ความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาไอออนิกที่กล่าวถึงข้างต้นจะถูกกำจัดอย่างมาก และสารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิกจะไม่ถูกทำให้แตกตัวเป็นไอออนในน้ำ ในกรณีนี้ ผลของสารลดแรงตึงผิวเรียกว่าผลขัดขวางสเตอริกหรือผลเอนโทรปี เนื่องจากสารลดแรงตึงผิวสามารถถูกดูดซับตามทิศทางบนพื้นผิวของอนุภาคเม็ดสีเพื่อสร้างชั้นดูดซับโมโนโมเลกุล ชั้นบัฟเฟอร์ตามทิศทางนี้สามารถป้องกันการรวมตัวของอนุภาค ดังนั้นจึงช่วยรักษาความเสถียรของระบบการกระจายตัว (หรือที่เรียกว่าคอลลอยด์ป้องกันหรือไมเซลล์) .
กลุ่มโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวของเม็ดสี เมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวเพิ่มขึ้น เอนโทรปีของมันจะลดลงและการเคลื่อนที่ของมันจะถูกจำกัด ยิ่งอนุภาคเม็ดสีอยู่ใกล้และบีบอัดมากเท่าไร เอนโทรปีของพวกมันก็จะยิ่งลดลงมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อความเสถียรของระบบการกระจายตัว
