Определив степень дисперсности и подходящий критерий для ее оценки, можно перейти к выбору средств для проведения диспергирования. Это потребует знания определенных принципов и механизмов реализации диспергирования. Вне зависимости от используемой технологии, условий проведения и требуемого качества диспергирование предусматривает выполнение трех операций:

• Начальное перемешивание - получение пригодной для использо¬вания смеси пигмента и полимера

• Уменьшение размеров - разрушение пигментных агрегатов и агломератов

• Обильное смачивание - удаление воздуха с поверхности пигмента

Если того не требует окончательный результат, то нет жесткой необходимости выполнять эти операции по отдельности, в связанной последовательности, оптимально каждую из них или все вместе. Вместе с тем процесс диспергирования должен предусматривать выполнение каждой из перечисленных операций. Эти три операции рассматриваются ниже более подробно в рамках трех основных процессов диспергирования, используемых при производстве пластмасс, а именно: диспергирование сухой смеси, расплавленной смеси и жидкого раствора.

Начальное смачивание требует, как минимум, чтобы пигмент и полимер были хорошо перемешаны и надежно связаны друг с другом, чтобы избежать их разделения при выполнении последующих операций. Существуют хорошо известные способы начального смачивания и его количественной оценки. Так, например, в жидких системах это - время, требуемое для смачивания пигмента в связующем, количество комков, образующихся при добавлении пигмента, количество штрихов или отслоений, наблюдаемых на трехваловой краскотерке, изменения консистенции, происходящие при смешивании - все эти показатели могут быть использованы для оценки хода начального смачивания и его качества.

Аналогично, при обработке сухой смеси критериями качества начального смачивания может служить легкость, с какой пигмент оседает на оборудовании или прилипает к нему, а также количество свободного пигмента в смеси. Важность начального смачивания обычно недооценивается, что объясняется простотой способов, с помощью которых оно обычно достигается. Вместе с тем, оно не только обязательно, но часто позволяет контролировать качество окончательного диспергирования или, по крайней мере, время, необходимое для его выполнения.

Производители диоксида титана могут влиять на начальное смачивание путем использования добавок, специально подбираемых для полимеров, в которых предполагается использовать пигмент. Поверхностно-активные вещества могут способствовать укреплению связей между пигментом и полимером, повышая тем самым качество начального смачивания или снижая время, необходимое для его проведения. Однако при этом происходят значительные изменения химического состава и поверхностных характеристик пигментов, так что не стоит ожидать, что некое поверхностно-активное вещество может подходить для всех случаев.

Уменьшение размера агломератов может быть достигнуто ударным воздействием, создающим трение между частицами (разрушающий механизм), или за счет сдвига, передаваемого через промежуточный жидкостной слой (эрозионный механизм). В любом случае для преодоления сил, удерживающих вместе агломераты, потребуется приложение значительной механической энергии. Поскольку чаще всего это происходит в присутствии полимера, то его физические характеристики приобретают важное значение. Размеры, форма, прочность и температура размягчения полимера могут повлиять на степень уменьшения размера агломератов и эффективность этой процедуры. Размеры полимера имеют большое значение и будут рассмотрены ниже. Производители диоксида титана используют различные способы - от влажного измельчения до очень тонкого размола и поверхностной обработки - для дробления и предотвращения образования агломератов с одновременным контролем их размера в пределах неизменно узкого диапазона.

При проведении диспергирования в жидкости необходимо вначале выяснить, происходит ли фактическое уменьшение размера всех агломератов за счет сдвига, передаваемого через окружающую жидкость или в результате соударений агрегата или агломерата, перемещающегося с высокой скоростью, о твердую поверхность. Фактическое уменьшение размера агломератов не сводится к простому "разрушению". В рассматриваемом примере размеры агломерата слишком велики для нормального диспергирования. Когда агломерат подвергается воздействию сдвигового усилия со стороны текущего мимо него полимера, агломерат начинает вращаться в потоке полимера, и размер его при этом начинает уменьшаться в результате эрозии. К факторам, которые оказывают влияние на диспергирование пигмента путем эрозии, следует отнести вязкость полимера в расплавленном состоянии и скорости разрушения агломератов.

Полимеры с частицами небольшого размера, например, в виде порошка, активно способствуют диспергированию в процессах, где используется сухая смесь пигмента и смолы, благодаря получению гораздо более однородных и тщательно перемешанных смесей. Это объясняется значительным увеличением поверхности полимера, с которой пигмент может вступить во взаимодействие во время перемешивания. Свободный пигмент, остающийся после смешивания с полимером, с гораздо большим трудом поддается диспергированию, чем пигмент, закрепленный на поверхности смолы.