必須指出，對一定量的物質(zhì)來說，如果把它們再分(例如粉碎)成更細(xì)的話，面積的表面活性就很可觀了。例如，假設(shè)有一個固體立方體，其邊長為一厘米，則其初始的面積為六厘米2。(每面一厘米2，共六個面)，如果將此立方體分成更小的立方體，每個立方體的邊為L厘米，則這個更小立方體的個數(shù)為1／L3，其面積為6L2cm2，而所有這些小的立方體的總面積就相等于6L，即：6L2／L3=6/L

    由于立方體的初始面積是六厘米2，經(jīng)再分(散)后就增加了總表面積的1／L－(6／L)／6=1／L。按照一般的規(guī)則，顆粒經(jīng)再分(散)后，新表面積的增加是與降低顆粒線性范圍的一些特性成反比的。

    表面積倍數(shù)的特性線性范圍=常數(shù)   

    例如將粗糙的球形顆粒分(散)為原來直徑的l／10時，其表面積就為原來的10倍。分(散)為1／1000時，其表面積就為原來的1000倍，等等。

    根據(jù)上述的討論，我們就可以確立一個由于力作用于表面分子(內(nèi)引力與非相對平衡的外引力)上的不平衡狀態(tài)而產(chǎn)生的表面張力。因此，也可形成一個比較廣泛的概念，即凡是一種物質(zhì)它就有引力或它對任何物質(zhì)的表面層有向內(nèi)拉的力。我們可以設(shè)想，如果將一種純的物質(zhì)放人一個真空的空間中時，則該物質(zhì)的引力就只能限制在本身的分子內(nèi)了。但如果將這種物質(zhì)放入含有O2，N2和水(濕)的大氣中或與其它物質(zhì)相混合后，該物質(zhì)的向內(nèi)引力就自然增大并使這些其它物質(zhì)的分子相抱在一起，結(jié)果對該物質(zhì)的表面就產(chǎn)生了外分子引力。根據(jù)這些觀點可以看出，在一定的環(huán)境中，大部分物質(zhì)的表面或界面存在著高度雜亂的情況。所以，分子的異種混合就會在物質(zhì)的表面爭奪位置以及在過程中，會在界面形成對界面層兩邊具有足夠引力的分子定向?qū)印?/P>

    例如，玻璃放在一般的室溫條件下時，由于在表面上能形成一層有幾個分子厚(取決于相對濕度)的超薄層的水而會老化。這種吸收水膜的情況可由甲基氯硅烷蒸汽與吸收的水反應(yīng)而使玻璃表面抗水(因甲基由表面向外伸)的現(xiàn)象而證實之。因為完全干燥的玻璃(在真空下烘干的)，即使用甲基氯硅烷蒸汽處理后也沒有良好的抗水性能。

    根據(jù)這個簡單例子可以估計，在顏料顆粒表面上的分子是與顏料顆粒本身不同的。一般地說，大部分顏料的表面多少會被從空氣中吸收的氧氣和水或在顏料制造過程中沖洗后粘附的鹽類所復(fù)蓋或包裹。所以，顏料在用另外的物質(zhì)(分子)對之進(jìn)行表面處理后，其表面特性和分散性就與顏料本來的性質(zhì)完全不同了。

    （八）、表面引力的性質(zhì)

    當(dāng)兩個顆粒間的距離小至一微米以下時就會產(chǎn)生引力(一般叫倫敦力或范德華力)，顆粒就可能聚集在一起。一般地說，距離越小則引力越大，例如在兩個顆粒間的距離自一微米降至0．1微米時，引力就可增加一千倍，同樣，自0．1微米降至0．01微米時，引力又可增加一千倍。可以看出，顆粒間的引力主要取決于分子的親近點。從電子顯微鏡的研究可以看出，顏料顆粒上的不規(guī)則性約為0．01微米。應(yīng)當(dāng)說顏料顆粒的表面粗糙度對它的分散度是有影響的。

    根據(jù)上述概念可以看出，想提高分散體的穩(wěn)定性，防止固體顏料顆粒的相互接近是很重要的。如在含水分散體中加入一定量的含氧有機(jī)溶劑，顆粒上就會產(chǎn)生電荷而有排斥力，從而阻止顆粒的相互接近�；蛟陬伭项w粒上形成一層外界物質(zhì)的吸收層(所謂保護(hù)膠)，這樣，在顆粒之間就有一層隔離物質(zhì)了，防止了顆粒的相互接近。

    由于在表面上的力的作用是非常復(fù)雜的，而且一般不可能有量的結(jié)果，所以，在測定、解釋分散性時，一般都依靠經(jīng)驗性的檢驗。

    1．極性。如果一個分子中的許多帶電原子，其正負(fù)電荷正好平衡的話，則這個分子對外界來說，它的電性能就是中性的，并謂之非極性分子。例如飽和的碳?xì)浠�合物、環(huán)狀碳?xì)浠�合�?苯)以及對稱的氯化物(四氯化碳)等都是非極性分子。

    如果一個分子中的許多帶電原子，其正負(fù)電荷不平衡時，則這個分子對外界來說，它的電性能就不會是中性的，并謂之極性分子。水，乙酸乙酯、甲乙酮以及乙醇等都是極性分子。

    習(xí)慣上經(jīng)常把一些基團(tuán)也分成極性與非極性。例如非極性基團(tuán)有烷基—甲基(—CH3)，乙基(—C2H5)以及這一類里的高級同系物。極性基團(tuán)有羥基(—OH)、羧基(—COOH)、磺酸基(—SO3H)、硫酸基(—OSO3H)等。

    有了上述這種分類后，我們就極易看出一種分子的一端是極性的，而另一端就是非極性的。可以看到，有些分子具有對抗的極性，它們往往傾向于集中在界面而滿足其矛盾的性質(zhì)。有些極性—非極性分子叫表面活性劑，因為它們的功能主要是起表面活性作用的。市場上的許多表面活性劑一般都含有極性—非極性結(jié)

構(gòu)。

    2．親水—憎水平衡。一般地說，極性基團(tuán)與其它的極性基團(tuán)就會吸引。大家知道，水是一種極性物質(zhì)，任何基團(tuán)對水的吸引都會因其極性而異。如有些基團(tuán)是親水的——即有極性，有些基團(tuán)則憎水——即非極性。對任何一種表面活性劑來說，當(dāng)將其引入一個界面(如在碳?xì)淙軇┖退�之間)時，在分子的親水和憎水部分的相對強(qiáng)度之間，經(jīng)常有互相爭奪的現(xiàn)象。在這種情況下，極性部分就進(jìn)入水相，而非極性部分則被水所排斥，但被碳?xì)淙軇┫嗨�接受。所以，表面活性劑會在界面上形成親水層向水，親油層向碳?xì)淙軇┑亩ㄏ驅(qū)印?/P>

    應(yīng)用一種簡單的定性方法——擠水方法，就可以估價一個顏料的極性(潤濕性)狀況。步驟是先將少量的顏料分散在水中，然后在不斷攪拌下將一定量的油加入其中，觀察顏料從水相轉(zhuǎn)至油相的情況，親油的顏料轉(zhuǎn)相比較快，親水的顏料則轉(zhuǎn)相比較慢。在一定的情況下，顏料的親水(或憎水)性能還可從顏料乳化體的穩(wěn)定性來判斷。親水顏料對水包油型乳液比較穩(wěn)定，親油顏料則對油包水型乳液比較穩(wěn)定。

    關(guān)于表面活性劑的親水與憎水部分的相對強(qiáng)度，一般是以HLB值來表達(dá)的。 

    （九）、顏料的絮凝和沉降

    我們的實踐證明，大部分無機(jī)顏料是親水的，所以極易被水所接受。下面我們通過一個無機(jī)顏料的例子來解釋一下發(fā)生沉降的情況：當(dāng)將一種極性(親水)顏料(例如鈦白粉)依次與水(一種極性液體)、油酸(一種含有極性和非極性基團(tuán)的表面活性劑)以及苯(一種非極性液體)混合后，就會發(fā)生這樣的情況：將親水顏料加到水中后，在容器的底部就會形成堅實的沉降(淀)。鈦白粉被水完全潤濕(因鈦白粉對水的吸引力比對它自己的還大)后由于顆粒與顆粒之間的接觸而發(fā)生了沉降。在這種情況中，水幫助了沉降過程。

    將親水的鈦白粉加入到憎水的苯中時情況就完全相反。這時，原來在鈦白粉顆粒間的接觸狀態(tài)仍被保持著，因為非極性的苯?jīng)]有力量來破壞在相鄰顏料顆粒間的極性—極性附著。結(jié)果鈦白粉顆粒就形成一種絮凝結(jié)構(gòu)—一種疏松鍵合的機(jī)械網(wǎng)狀，它在靜止?fàn)顟B(tài)下是可以永久保持的。故只有很小的顏料沉降。  

    將鈦白粉加入油酸中的情況則表示一種混合分散條件(即有水和苯的因素)。油酸的脂(肪)部分(親油)在一端起作用，羧基部分(親水)則在另一端起作用，結(jié)果就形成顯著的松散沉降。

    當(dāng)將一小部分油酸加于鈦白粉在苯中的分散體里時，沉降時的戲劇性效應(yīng)是很明顯的。此時，沉降的特性就由非沉降(絮凝)完全改變成堅實的沉降，原因就在于油酸的性質(zhì)。當(dāng)將極性—非極性的油酸引入鈦白粉—苯系統(tǒng)中后，這種表面活性劑就會極力使憎水性和親水性平衡。油酸中極性的羧基則吸引于極性的鈦白  粉表面，且一經(jīng)接觸就附著得很牢。油酸的脂(肪)部分則伸向非極性的苯區(qū)。必須注意，只有油酸的用量非常小時才有這種效應(yīng)，而且只限制在表面上有作用。由于油酸的定向?qū)臃乐沽巳魏巫蠲芮械拟伆追垲w粒的極性對極性的接觸，故形不成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而防止了鈦白粉顆粒沉降而在容器底部形成堅實沉降(淀)的現(xiàn)象。