必须指出，对一定量的物质来说，如果把它们再分(例如粉碎)成更细的话，面积的表面活性就很可观了。例如，假设有一个固体立方体，其边长为一厘米，则其初始的面积为六厘米2。(每面一厘米2，共六个面)，如果将此立方体分成更小的立方体，每个立方体的边为L厘米，则这个更小立方体的个数为1／L3，其面积为6L2cm2，而所有这些小的立方体的总面积就相等于6L，即：6L2／L3=6/L

    由于立方体的初始面积是六厘米2，经再分(散)后就增加了总表面积的1／L－(6／L)／6=1／L。按照一般的规则，颗粒经再分(散)后，新表面积的增加是与降低颗粒线性范围的一些特性成反比的。

    表面积倍数的特性线性范围=常数   

    例如将粗糙的球形颗粒分(散)为原来直径的l／10时，其表面积就为原来的10倍。分(散)为1／1000时，其表面积就为原来的1000倍，等等。

    根据上述的讨论，我们就可以确立一个由于力作用于表面分子(内引力与非相对平衡的外引力)上的不平衡状态而产生的表面张力。因此，也可形成一个比较广泛的概念，即凡是一种物质它就有引力或它对任何物质的表面层有向内拉的力。我们可以设想，如果将一种纯的物质放人一个真空的空间中时，则该物质的引力就只能限制在本身的分子内了。但如果将这种物质放入含有O2，N2和水(湿)的大气中或与其它物质相混合后，该物质的向内引力就自然增大并使这些其它物质的分子相抱在一起，结果对该物质的表面就产生了外分子引力。根据这些观点可以看出，在一定的环境中，大部分物质的表面或界面存在着高度杂乱的情况。所以，分子的异种混合就会在物质的表面争夺位置以及在过程中，会在界面形成对界面层两边具有足够引力的分子定向层。

    例如，玻璃放在一般的室温条件下时，由于在表面上能形成一层有几个分子厚(取决于相对湿度)的超薄层的水而会老化。这种吸收水膜的情况可由甲基氯硅烷蒸汽与吸收的水反应而使玻璃表面抗水(因甲基由表面向外伸)的现象而证实之。因为完全干燥的玻璃(在真空下烘干的)，即使用甲基氯硅烷蒸汽处理后也没有良好的抗水性能。

    根据这个简单例子可以估计，在颜料颗粒表面上的分子是与颜料颗粒本身不同的。一般地说，大部分颜料的表面多少会被从空气中吸收的氧气和水或在颜料制造过程中冲洗后粘附的盐类所复盖或包裹。所以，颜料在用另外的物质(分子)对之进行表面处理后，其表面特性和分散性就与颜料本来的性质完全不同了。

    （八）、表面引力的性质

    当两个颗粒间的距离小至一微米以下时就会产生引力(一般叫伦敦力或范德华力)，颗粒就可能聚集在一起。一般地说，距离越小则引力越大，例如在两个颗粒间的距离自一微米降至0．1微米时，引力就可增加一千倍，同样，自0．1微米降至0．01微米时，引力又可增加一千倍。可以看出，颗粒间的引力主要取决于分子的亲近点。从电子显微镜的研究可以看出，颜料颗粒上的不规则性约为0．01微米。应当说颜料颗粒的表面粗糙度对它的分散度是有影响的。

    根据上述概念可以看出，想提高分散体的稳定性，防止固体颜料颗粒的相互接近是很重要的。如在含水分散体中加入一定量的含氧有机溶剂，颗粒上就会产生电荷而有排斥力，从而阻止颗粒的相互接近。或在颜料颗粒上形成一层外界物质的吸收层(所谓保护胶)，这样，在颗粒之间就有一层隔离物质了，防止了颗粒的相互接近。

    由于在表面上的力的作用是非常复杂的，而且一般不可能有量的结果，所以，在测定、解释分散性时，一般都依靠经验性的检验。

    1．极性。如果一个分子中的许多带电原子，其正负电荷正好平衡的话，则这个分子对外界来说，它的电性能就是中性的，并谓之非极性分子。例如饱和的碳氢化合物、环状碳氢化合物(苯)以及对称的氯化物(四氯化碳)等都是非极性分子。

    如果一个分子中的许多带电原子，其正负电荷不平衡时，则这个分子对外界来说，它的电性能就不会是中性的，并谓之极性分子。水，乙酸乙酯、甲乙酮以及乙醇等都是极性分子。

    习惯上经常把一些基团也分成极性与非极性。例如非极性基团有烷基—甲基(—CH3)，乙基(—C2H5)以及这一类里的高级同系物。极性基团有羟基(—OH)、羧基(—COOH)、磺酸基(—SO3H)、硫酸基(—OSO3H)等。

    有了上述这种分类后，我们就极易看出一种分子的一端是极性的，而另一端就是非极性的。可以看到，有些分子具有对抗的极性，它们往往倾向于集中在界面而满足其矛盾的性质。有些极性—非极性分子叫表面活性剂，因为它们的功能主要是起表面活性作用的。市场上的许多表面活性剂一般都含有极性—非极性结

构。

    2．亲水—憎水平衡。一般地说，极性基团与其它的极性基团就会吸引。大家知道，水是一种极性物质，任何基团对水的吸引都会因其极性而异。如有些基团是亲水的——即有极性，有些基团则憎水——即非极性。对任何一种表面活性剂来说，当将其引入一个界面(如在碳氢溶剂和水之间)时，在分子的亲水和憎水部分的相对强度之间，经常有互相争夺的现象。在这种情况下，极性部分就进入水相，而非极性部分则被水所排斥，但被碳氢溶剂相所接受。所以，表面活性剂会在界面上形成亲水层向水，亲油层向碳氢溶剂的定向层。

    应用一种简单的定性方法——挤水方法，就可以估价一个颜料的极性(润湿性)状况。步骤是先将少量的颜料分散在水中，然后在不断搅拌下将一定量的油加入其中，观察颜料从水相转至油相的情况，亲油的颜料转相比较快，亲水的颜料则转相比较慢。在一定的情况下，颜料的亲水(或憎水)性能还可从颜料乳化体的稳定性来判断。亲水颜料对水包油型乳液比较稳定，亲油颜料则对油包水型乳液比较稳定。

    关于表面活性剂的亲水与憎水部分的相对强度，一般是以HLB值来表达的。 

    （九）、颜料的絮凝和沉降

    我们的实践证明，大部分无机颜料是亲水的，所以极易被水所接受。下面我们通过一个无机颜料的例子来解释一下发生沉降的情况：当将一种极性(亲水)颜料(例如钛白粉)依次与水(一种极性液体)、油酸(一种含有极性和非极性基团的表面活性剂)以及苯(一种非极性液体)混合后，就会发生这样的情况：将亲水颜料加到水中后，在容器的底部就会形成坚实的沉降(淀)。钛白粉被水完全润湿(因钛白粉对水的吸引力比对它自己的还大)后由于颗粒与颗粒之间的接触而发生了沉降。在这种情况中，水帮助了沉降过程。

    将亲水的钛白粉加入到憎水的苯中时情况就完全相反。这时，原来在钛白粉颗粒间的接触状态仍被保持着，因为非极性的苯没有力量来破坏在相邻颜料颗粒间的极性—极性附着。结果钛白粉颗粒就形成一种絮凝结构—一种疏松键合的机械网状，它在静止状态下是可以永久保持的。故只有很小的颜料沉降。  

    将钛白粉加入油酸中的情况则表示一种混合分散条件(即有水和苯的因素)。油酸的脂(肪)部分(亲油)在一端起作用，羧基部分(亲水)则在另一端起作用，结果就形成显著的松散沉降。

    当将一小部分油酸加于钛白粉在苯中的分散体里时，沉降时的戏剧性效应是很明显的。此时，沉降的特性就由非沉降(絮凝)完全改变成坚实的沉降，原因就在于油酸的性质。当将极性—非极性的油酸引入钛白粉—苯系统中后，这种表面活性剂就会极力使憎水性和亲水性平衡。油酸中极性的羧基则吸引于极性的钛白  粉表面，且一经接触就附着得很牢。油酸的脂(肪)部分则伸向非极性的苯区。必须注意，只有油酸的用量非常小时才有这种效应，而且只限制在表面上有作用。由于油酸的定向层防止了任何最密切的钛白粉颗粒的极性对极性的接触，故形不成网状结构，从而防止了钛白粉颗粒沉降而在容器底部形成坚实沉降(淀)的现象。