二氧化钛颜料的结晶颗粒(原级粒子、一次粒子)是很细的，金红石型的平均粒径约0.17~0.24μm，锐钛型的平均粒径约0.14~0.16μm，所以它们的表面积很大。经计算粒径为0.2μm的球形金红石型二氧化钛粒子的比表面积为7m²/g,与公认的未处理二氧化钛颜料的实际数值相接近，一般市售工业用二氧化钛1g的表面积可达7~30m²，0.906kg(2磅)表面积为15m²/g的二氧化钛[相当于4.546dm³(1加仑)油漆中的二氧化钛的数量]的表面积几乎达到21.2亩(3.5英亩)，通常门窗上所用的白色有光漆，1cm²中含有大约300亿个二氧化钛分子，在这样大的表面积上结合的自由能是相当大的，一般为数百至数万10-3N/m.

　　根据DLVO理论，按照胶体化学的观点，分子间的力主要分为引力和双电层所产生的斥力，邻近粒子间的引力主要是范德华引力和牛顿引力。由于这些力的作用，使相邻不同表面的分子互相靠近在一起，因而自发地缩小了粒子间的表面积和单位面积内自由能的数量，表面张力变大，于是二氧化钛就会从一个分散体系自然而然地变成个絮凝体。这时除了有一个较高的ζ电位，或者在这些粒子周围有一个吸咐保护层，才能防止其进一步絮凝，这涉及到颜料表面被液体所湿润的程度，也就是说湿润力要大到能够打破固体粒子间的凝聚力，或液-固界面上的自由能要比固-固界面上的自由能小时才能分散。

　　当二氧化钛颜料在载色剂中研磨分散时，首先看到颜料粉末附集漂浮在载色剂上面，然后浸没，接着被分散开来，这一过程实际上是颜料表面的空气和水被载色剂置换，颜料颗粒之间被充分湿润，颗粒的湿润代替了颜料与空气、颜料与水、颜料与颜料粒子之间的界面，从而也缩小了这些界面上的自由能。研磨过程实际上聚集体和絮凝体的分散过程，随着研磨输入的能量，又增加了新的表面，因此颜料聚集体和絮凝体要在液体中完全分散，首先必须要充分湿润，其次才能很好地分散开来。

　　固体能否在液体中很好的湿润以及湿润的程度，可以根据接触角的大小来判断，接触角越小湿润的程度就越好，接触角为零表示完全湿润、接触角为180°表示完全不湿润。其次降低液体的沾度有利于液体向聚集体内部渗透，但是纯二氧化钛是一种亲水性的粉末，在水中的接触为零，因此用接触角来比较其在水中的分散程度就不太适合。除此以外还可以用固体浸渍在液体中所产生的湿润热来表示，颜料中既有像二氧化钛那样极性高的固体，又有像酞菁蓝和炭黑那样极性低的固体;液体中有像水那样极性高的液体，也有像庚烷那样极性低的液体，一般极性高的固体在极性高的液体中湿润热大，在非极性液体中湿润热小，而极性低的固体无论在极性高或极性低的液体中(水除外)湿润热大致相同。因此湿润热不仅能定量的表明颜料的湿润程度，百且还能评介颜料的极性，表1为二氧化钛在不同介质中的湿润热。

　　表1 二氧化钛和石墨化炭黑的湿润热

　　除湿润热外，还可用湿润值(WV)来表示：

　　从上式可知WV与表面张力(γ)、接触角(cosθ)和密度(ρ)成反比，P为常数它取决于粒径、粒径分布和颗粒的形状，金红石型二氧化钛在甲苯中的WV=1.2~1.21Ml/g.

　　表面自由能=表面积×表面张力，根据上式要降低表面自由能，用降低表面积的办法来实现显然是行不通，因为这样就要增大颜料颗粒的粒径来缩小表面积，与所需要的颜料性能恰恰相反，而表面张力与晶体珠构造、分散介质的性质和颜料的表面性质三者有关，改变晶体的结构并不容易。

　　一般未经表面处理的二氧化钛表面积较小，经过表面处理的二氧化钛表面积较高，吸油量也较高，表2是经过Al₂O₃、SiO₂、TiO₂表面处理后的表面积的变化。

　　表2 TiO₂的表面处理与表面积

　　颜料的湿润很费时，因为空气的置换发生在暴露在外表的颗粒表面上，因此细粒子的湿润更慢，这可以通过添加表面活性剂(湿润剂)来解决，表面活性剂吸附在液-固界面上，有助于降低表面张力，提高湿润性，常用的湿润剂有：烷基酚聚乙烯醚、烷基萘磺酸钠、二烷基丁二酸盐、土耳其红油、三乙醇胺、单乙醇胺、二氨基二甲基丙醇、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、聚丙烯酸钠、硅酸盐、多磷酸盐等。

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