მჟავა საღებავები, პირდაპირი საღებავები და რეაქტიული საღებავები ყველა წყალში ხსნადი საღებავია. 2001 წელს გამომავალი იყო 30 000 ტონა, 20 000 ტონა და 45 000 ტონა. თუმცა, დიდი ხნის განმავლობაში, ჩემი ქვეყნის საღებავების საწარმოები უფრო მეტ ყურადღებას აქცევდნენ ახალი სტრუქტურული საღებავების შემუშავებასა და კვლევას, ხოლო საღებავების შემდგომი დამუშავების კვლევა შედარებით სუსტი იყო. წყალში ხსნადი საღებავებისთვის ჩვეულებრივ გამოყენებული სტანდარტიზაციის რეაგენტებია ნატრიუმის სულფატი (ნატრიუმის სულფატი), დექსტრინი, სახამებლის წარმოებულები, საქაროზა, შარდოვანა, ნაფთალინ ფორმალდეჰიდის სულფონატი და ა.შ. მაგრამ ისინი ვერ აკმაყოფილებენ სხვადასხვა ბეჭდვისა და შეღებვის პროცესების საჭიროებებს ბეჭდვისა და შეღებვის ინდუსტრიაში. მიუხედავად იმისა, რომ ზემოაღნიშნული საღებავის გამხსნელები შედარებით დაბალი ღირებულებაა, მათ აქვთ ცუდი ტენიანობა და წყალში ხსნადობა, რაც ართულებს საერთაშორისო ბაზრის საჭიროებებთან ადაპტირებას და შესაძლებელია ექსპორტზე მხოლოდ ორიგინალური საღებავების სახით. ამიტომ, წყალში ხსნადი საღებავების კომერციალიზაციისას, საღებავების დატენიანება და წყალში ხსნადობა არის საკითხები, რომლებიც სასწრაფოდ უნდა გადაწყდეს და უნდა დაეყრდნოთ შესაბამის დანამატებს.

საღებავის დატენიანების მკურნალობა
ზოგადად, დატენიანება არის ზედაპირზე არსებული სითხის (უნდა იყოს აირი) ჩანაცვლება სხვა სითხით. კონკრეტულად, ფხვნილი ან მარცვლოვანი ინტერფეისი უნდა იყოს გაზის/მყარი ინტერფეისი, და დასველების პროცესი ხდება მაშინ, როდესაც თხევადი (წყალი) ცვლის გაზს ნაწილაკების ზედაპირზე. ჩანს, რომ დასველება არის ფიზიკური პროცესი ზედაპირზე არსებულ ნივთიერებებს შორის. საღებავის შემდგომ დამუშავებისას ხშირად დასველება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. ზოგადად, საღებავი მუშავდება მყარ მდგომარეობაში, როგორიცაა ფხვნილი ან გრანულა, რომელიც უნდა დატენიანდეს გამოყენების დროს. აქედან გამომდინარე, საღებავის დატენიანება პირდაპირ გავლენას მოახდენს გამოყენების ეფექტზე. მაგალითად, დაშლის პროცესში საღებავი ძნელად დასველდება და წყალზე ცურვა არასასურველია. საღებავების ხარისხის მოთხოვნების უწყვეტი გაუმჯობესებით დღეს, დამსველების შესრულება გახდა საღებავების ხარისხის გაზომვის ერთ-ერთი ინდიკატორი. წყლის ზედაპირული ენერგია არის 72,75 მნ/მ 20℃ ტემპერატურაზე, რაც მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ხოლო მყარი ნივთიერებების ზედაპირული ენერგია ძირითადად უცვლელია, ზოგადად 100 მნნ/მ-ზე ქვემოთ. როგორც წესი, ლითონები და მათი ოქსიდები, არაორგანული მარილები და ა.შ. ადვილად სველდება სველი, რომელსაც ეწოდება მაღალი ზედაპირის ენერგია. მყარი ორგანული ნივთიერებებისა და პოლიმერების ზედაპირის ენერგია შედარებულია ზოგადი სითხეების ენერგიასთან, რომელსაც ეწოდება დაბალი ზედაპირის ენერგია, მაგრამ ის იცვლება მყარი ნაწილაკების ზომასთან და ფორიანობის ხარისხთან ერთად. რაც უფრო მცირეა ნაწილაკების ზომა, მით მეტია ფოროვანი წარმოქმნის ხარისხი და ზედაპირი რაც უფრო მაღალია ენერგია, ზომა დამოკიდებულია სუბსტრატზე. ამიტომ, საღებავის ნაწილაკების ზომა მცირე უნდა იყოს. მას შემდეგ, რაც საღებავი დამუშავდება კომერციული დამუშავებით, როგორიცაა დამარილება და დაფქვა სხვადასხვა მედიაში, საღებავის ნაწილაკების ზომა უფრო თხელი ხდება, კრისტალურობა მცირდება და ბროლის ფაზა იცვლება, რაც აუმჯობესებს საღებავის ზედაპირულ ენერგიას და ხელს უწყობს დატენიანებას.

მჟავა საღებავების ხსნადობის მკურნალობა
აბაზანის მცირე თანაფარდობის და უწყვეტი შეღებვის ტექნოლოგიის გამოყენებით, ბეჭდვისა და შეღებვის ავტომატიზაციის ხარისხი მუდმივად გაუმჯობესდა. ავტომატური შემავსებლებისა და პასტების გაჩენა და თხევადი საღებავების დანერგვა მოითხოვს მაღალი კონცენტრაციის და მაღალი სტაბილურობის საღებავის ლიქიორების და საბეჭდი პასტების მომზადებას. თუმცა, მჟავე, რეაქტიული და პირდაპირი საღებავების ხსნადობა შიდა საღებავებში არის მხოლოდ 100 გ/ლ, განსაკუთრებით მჟავა საღებავებისთვის. ზოგიერთი ჯიში კი მხოლოდ 20 გ/ლ-ს შეადგენს. საღებავის ხსნადობა დაკავშირებულია საღებავის მოლეკულურ სტრუქტურასთან. რაც უფრო მაღალია მოლეკულური წონა და რაც უფრო ნაკლებია სულფონმჟავას ჯგუფი, მით უფრო დაბალია ხსნადობა; წინააღმდეგ შემთხვევაში, რაც უფრო მაღალია. გარდა ამისა, ძალზე მნიშვნელოვანია საღებავების კომერციული დამუშავება, მათ შორის საღებავის კრისტალიზაციის მეთოდი, დაფქვის ხარისხი, ნაწილაკების ზომა, დანამატების დამატება და ა.შ., რაც გავლენას მოახდენს საღებავის ხსნადობაზე. რაც უფრო ადვილია საღებავის იონიზაცია, მით უფრო მაღალია მისი ხსნადობა წყალში. თუმცა, ტრადიციული საღებავების კომერციალიზაცია და სტანდარტიზაცია ეფუძნება ელექტროლიტების დიდ რაოდენობას, როგორიცაა ნატრიუმის სულფატი და მარილი. წყალში Na+-ის დიდი რაოდენობა ამცირებს საღებავის წყალში ხსნადობას. ამიტომ, წყალში ხსნადი საღებავების ხსნადობის გასაუმჯობესებლად, ჯერ არ დაამატოთ ელექტროლიტი კომერციულ საღებავებს.

დანამატები და ხსნადობა
⑴ ალკოჰოლური ნაერთი და შარდოვანა თანაგამხსნელი
იმის გამო, რომ წყალში ხსნადი საღებავები შეიცავს სულფონის მჟავას და კარბოქსილის მჟავას ჯგუფების გარკვეულ რაოდენობას, საღებავის ნაწილაკები ადვილად იშლება წყალხსნარში და ატარებენ გარკვეული რაოდენობის უარყოფით მუხტს. როდესაც ემატება წყალბადური ბმის შემქმნელი ჯგუფის შემცველი თანაგამხსნელი, საღებავის იონების ზედაპირზე წარმოიქმნება ჰიდრატირებული იონების დამცავი ფენა, რაც ხელს უწყობს საღებავის მოლეკულების იონიზაციას და დაშლას ხსნადობის გასაუმჯობესებლად. პოლიოლები, როგორიცაა დიეთილენ გლიკოლის ეთერი, თიოდიათანოლი, პოლიეთილენ გლიკოლი და ა.შ. ჩვეულებრივ გამოიყენება წყალში ხსნადი საღებავების დამხმარე გამხსნელებად. იმის გამო, რომ მათ შეუძლიათ შექმნან წყალბადის კავშირი საღებავთან, საღებავი იონის ზედაპირი ქმნის ჰიდრატირებული იონების დამცავ ფენას, რომელიც ხელს უშლის საღებავის მოლეკულების აგრეგაციას და ინტერმოლეკულურ ურთიერთქმედებას და ხელს უწყობს საღებავის იონიზაციას და დისოციაციას.
⑵არაიონური სურფაქტანტი
საღებავში გარკვეული არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების დამატებამ შეიძლება შეასუსტოს შემაკავშირებელი ძალა საღებავის მოლეკულებსა და მოლეკულებს შორის, დააჩქაროს იონიზაცია და საღებავის მოლეკულებმა წყალში მიცელების შექმნა, რომელსაც აქვს კარგი დისპერსიულობა. პოლარული საღებავები ქმნიან მიცელებს. გამხსნელი მოლეკულები ქმნიან მოლეკულებს შორის თავსებადობის ქსელს ხსნადობის გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა პოლიოქსიეთილენის ეთერი ან ესტერი. თუმცა, თუ თანაგამხსნელის მოლეკულას აკლია ძლიერი ჰიდროფობიური ჯგუფი, საღებავის მიერ წარმოქმნილ მიცელზე დისპერსიული და ხსნადობის ეფექტი სუსტი იქნება და ხსნადობა მნიშვნელოვნად არ გაიზრდება. ამიტომ, შეეცადეთ აირჩიოთ არომატული რგოლების შემცველი გამხსნელები, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან ჰიდროფობიური ბმები საღებავებთან. მაგალითად, ალკილფენოლის პოლიოქსიეთილენის ეთერი, პოლიოქსიეთილენის სორბიტანის ეთერის ემულგატორი და სხვა, როგორიცაა პოლიალკილფენილფენოლის პოლიოქსიეთილენის ეთერი.
⑶ ლიგნოსულფონატის დისპერსანტი
დისპერსანტი დიდ გავლენას ახდენს საღებავის ხსნადობაზე. საღებავის სტრუქტურის მიხედვით კარგი დისპერსანტის არჩევა მნიშვნელოვნად შეუწყობს ხელს საღებავის ხსნადობის გაუმჯობესებას. წყალში ხსნად საღებავებში ის გარკვეულ როლს ასრულებს ორმხრივი ადსორბციის (ვან დერ ვაალის ძალა) და საღებავის მოლეკულებს შორის აგრეგაციის თავიდან აცილებაში. ლიგნოსულფონატი ყველაზე ეფექტური დისპერსანტია და ამის შესახებ კვლევები არსებობს ჩინეთში.
დისპერსიული საღებავების მოლეკულური სტრუქტურა არ შეიცავს ძლიერ ჰიდროფილურ ჯგუფებს, არამედ მხოლოდ სუსტად პოლარულ ჯგუფებს, ამიტომ მას აქვს მხოლოდ სუსტი ჰიდროფილურობა და რეალური ხსნადობა ძალიან მცირეა. დისპერსიული საღებავების უმეტესობა წყალში იხსნება მხოლოდ 25℃ ტემპერატურაზე. 1-10 მგ/ლ.
დისპერსიული საღებავების ხსნადობა დაკავშირებულია შემდეგ ფაქტორებთან:
მოლეკულური სტრუქტურა
„წყალში დისპერსიული საღებავების ხსნადობა იზრდება, რადგან საღებავის მოლეკულის ჰიდროფობიური ნაწილი მცირდება და ჰიდროფილური ნაწილი (პოლარული ჯგუფების ხარისხი და რაოდენობა) იზრდება. ანუ, შედარებით მცირე ფარდობითი მოლეკულური მასის მქონე საღებავების ხსნადობა და უფრო სუსტი პოლარული ჯგუფები, როგორიცაა -OH და -NH2, უფრო მაღალი იქნება. საღებავებს უფრო დიდი ფარდობითი მოლეკულური მასით და ნაკლები სუსტად პოლარული ჯგუფებით აქვთ შედარებით დაბალი ხსნადობა. მაგალითად, Disperse Red (I), მისი M=321, ხსნადობა არის 0.1 მგ/ლ-ზე ნაკლები 25℃-ზე და ხსნადობა არის 1.2 მგ/ლ 80℃-ზე. დისპერსიული წითელი (II), M=352, ხსნადობა 25℃-ზე არის 7.1მგ/ლ, ხოლო ხსნადობა 80℃-ზე არის 240მგ/ლ.
დისპერსანტი
ფხვნილ დისპერსიულ საღებავებში, სუფთა საღებავების შემცველობა ზოგადად 40%-დან 60%-მდეა, ხოლო დანარჩენი არის დისპერსანტები, მტვერგაუმტარი საშუალებები, დამცავი აგენტები, ნატრიუმის სულფატი და ა.შ. მათ შორის დისპერსანტი უფრო დიდ ნაწილს შეადგენს.
დისპერსანტს (დიფუზიურ აგენტს) შეუძლია საღებავის წვრილი კრისტალური მარცვლები ჰიდროფილურ კოლოიდურ ნაწილაკებად დაფაროს და წყალში სტაბილურად გაფანტოს. მას შემდეგ, რაც მიცელის კრიტიკული კონცენტრაცია გადააჭარბებს, ასევე წარმოიქმნება მიცელი, რომელიც შეამცირებს წვრილი საღებავის კრისტალური მარცვლების ნაწილს. მიცელებში გახსნილი, ხდება ეგრეთ წოდებული "ხსნადობის" ფენომენი, რითაც იზრდება საღებავის ხსნადობა. უფრო მეტიც, რაც უფრო მაღალია დისპერსანტის ხარისხი და რაც უფრო მაღალია კონცენტრაცია, მით უფრო დიდია ხსნადობის და ხსნარის ეფექტი.
უნდა აღინიშნოს, რომ დისპერსანტის ხსნადობის ეფექტი სხვადასხვა სტრუქტურის დისპერსიულ საღებავებზე განსხვავებულია და განსხვავება ძალიან დიდია; დისპერსანტის ხსნადობის ეფექტი დისპერსულ საღებავებზე მცირდება წყლის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, რაც ზუსტად იგივეა, რაც წყლის ტემპერატურის მოქმედება დისპერსულ საღებავებზე. ხსნადობის ეფექტი საპირისპიროა.
მას შემდეგ, რაც დისპერსიული საღებავისა და დისპერსანტის ჰიდროფობიური კრისტალური ნაწილაკები წარმოქმნიან ჰიდროფილურ კოლოიდურ ნაწილაკებს, მისი დისპერსიული სტაბილურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდება. უფრო მეტიც, ეს საღებავი კოლოიდური ნაწილაკები შეღებვის პროცესში საღებავების „მომარაგების“ როლს ასრულებენ. იმის გამო, რომ მას შემდეგ, რაც დაშლილ მდგომარეობაში მყოფი საღებავის მოლეკულები შეიწოვება ბოჭკოს მიერ, კოლოიდურ ნაწილაკებში „შენახული“ საღებავი დროულად გამოიყოფა საღებავის დაშლის ბალანსის შესანარჩუნებლად.
დისპერსიული საღებავის მდგომარეობა დისპერსიაში
1-დისპერსანტი მოლეკულა
2-საღებავი კრისტალიტი (ხსნარიზაცია)
3-დისპერსანტი მიცელი
4-საღებავი ერთი მოლეკულა (დაშლილი)
5-საღებავი მარცვალი
6-დისპერსანტი ლიპოფილური ბაზა
7-დისპერსანტი ჰიდროფილური ბაზა
8-ნატრიუმის იონი (Na+)
9-საღებავი კრისტალიტების აგრეგატები
თუმცა, თუ საღებავსა და დისპერსანტს შორის „თანმიმდევრულობა“ ძალიან დიდია, საღებავის ერთი მოლეკულის „მიწოდება“ ჩამორჩება ან ფენომენი „მიწოდება აღემატება მოთხოვნას“. აქედან გამომდინარე, ის პირდაპირ შეამცირებს შეღებვის სიჩქარეს და დააბალანსებს შეღებვის პროცენტს, რის შედეგადაც ხდება ნელი შეღებვა და ღია ფერი.
ჩანს, რომ დისპერსანტების შერჩევისა და გამოყენებისას გასათვალისწინებელია არა მხოლოდ საღებავის დისპერსიული სტაბილურობა, არამედ საღებავის ფერზე გავლენა.
(3) შეღებვის ხსნარის ტემპერატურა
დისპერსიული საღებავების წყალში ხსნადობა იზრდება წყლის ტემპერატურის მატებასთან ერთად. მაგალითად, Disperse Yellow-ის ხსნადობა 80°C წყალში 18-ჯერ მეტია 25°C-ზე. Disperse Red-ის ხსნადობა 80°C წყალში 33-ჯერ აღემატება 25°C-ზე. Disperse Blue-ის ხსნადობა 80°C წყალში 37-ჯერ აღემატება 25°C-ზე. თუ წყლის ტემპერატურა 100°C-ს აღემატება, დისპერსიული საღებავების ხსნადობა კიდევ უფრო გაიზრდება.
აქ არის სპეციალური შეხსენება: დისპერსიული საღებავების დაშლის ეს თვისება პრაქტიკულ გამოყენებას ფარულ საფრთხეებს მოუტანს. მაგალითად, როდესაც საღებავი ლიქიორი არათანაბრად თბება, მაღალი ტემპერატურის მქონე საღებავი ლიქიორი მიედინება იმ ადგილას, სადაც ტემპერატურა დაბალია. წყლის ტემპერატურის კლებასთან ერთად, საღებავის ლიქიორი ხდება ზეგაჯერებული და გახსნილი საღებავი დალექდება, რაც იწვევს საღებავის ბროლის მარცვლების ზრდას და ხსნადობის შემცირებას. , რაც იწვევს საღებავის შეწოვის შემცირებას.
(ოთხი) საღებავი ბროლის ფორმა
ზოგიერთ დისპერსიულ საღებავს აქვს "იზომორფიზმის" ფენომენი. ანუ, იგივე დისპერსიული საღებავი, წარმოების პროცესში განსხვავებული დისპერსიული ტექნოლოგიის გამო, წარმოქმნის რამდენიმე კრისტალურ ფორმას, როგორიცაა ნემსები, წნელები, ფანტელები, გრანულები და ბლოკები. განაცხადის პროცესში, განსაკუთრებით 130°C-ზე შეღებვისას, უფრო არასტაბილური ბროლის ფორმა შეიცვლება უფრო სტაბილურ კრისტალურ ფორმაში.
აღსანიშნავია, რომ უფრო მდგრად კრისტალურ ფორმას აქვს უფრო დიდი ხსნადობა, ხოლო ნაკლებად მდგრად კრისტალურ ფორმას აქვს შედარებით ნაკლები ხსნადობა. ეს პირდაპირ გავლენას მოახდენს საღებავის შეწოვის სიჩქარეზე და საღებავის მიღების პროცენტზე.
(5) ნაწილაკების ზომა
ზოგადად, მცირე ნაწილაკების მქონე საღებავებს აქვთ მაღალი ხსნადობა და კარგი დისპერსიული სტაბილურობა. დიდი ნაწილაკების მქონე საღებავებს აქვთ დაბალი ხსნადობა და შედარებით ცუდი დისპერსიული სტაბილურობა.
ამჟამად, საყოფაცხოვრებო დისპერსიული საღებავების ნაწილაკების ზომა ზოგადად არის 0.5-2.0μm (შენიშვნა: ჩაღრმავებული შეღებვის ნაწილაკების ზომა მოითხოვს 0.5-1.0μm).