顏料在塑料中分散就是把顏料充分地分散到理想的顆粒細(xì)度,并均勻混合在塑料中。
完整的顏料分散過(guò)程通常包括三個(gè)必不可少的階段。
1.潤(rùn)濕 顏料與空氣或水的分界面變?yōu)轭伭吓c載色體界面。
2.分散 顏料顆粒在外力作用下破碎粒子附聚體與聚集體。
3.穩(wěn)定 穩(wěn)定已經(jīng)被分散在介質(zhì)中的顏料顆粒,并有效防止再次聚結(jié)。
顏料分散的重要步驟是顏料顆粒的潤(rùn)濕,它分為對(duì)顏料的初始潤(rùn)濕和在分散進(jìn)程中的細(xì)分顆粒的持續(xù)潤(rùn)濕。對(duì)塑料加工來(lái)說(shuō),初始潤(rùn)濕就是樹(shù)脂載色體取代顏料表面上的空氣和水分的過(guò)程,顏料潤(rùn)濕的目的是使顏料顆粒之間的凝聚力減小,如果在顏料表面不能完全被載色體(也包含潤(rùn)濕劑)潤(rùn)濕,那么分散設(shè)備通過(guò)熔體介質(zhì)所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力對(duì)顏料附聚集體就起不到什么作用。顏料潤(rùn)濕的難易由顏料粒子表面性質(zhì)和載色體性質(zhì)決定。顏料與載色體的接觸角越小,載色體的表面張力越小,潤(rùn)濕越容易。
顏料分散的第二步是顏料顆粒的錫化,顏料顆粒被潤(rùn)濕后在外力的作用下完成顏料微?;倪^(guò)程,將顏料粉碎細(xì)化達(dá)到理想的粒徑。目前采用機(jī)械分散的外力不外乎有壓力,沖擊力和剪切力,用以粉碎顏料的附聚體。
顏料分散的第三步是被分散后的顏料細(xì)顆粒的穩(wěn)定化,細(xì)化后的顏料顆粒表面積增大,會(huì)產(chǎn)生再凝聚現(xiàn)象,將細(xì)化的顏料顆粒進(jìn)一步做表面處理,降低新形成界面的表面能,以便在不可分且?guī)缀跏峭瑫r(shí)發(fā)生的,只是為了便于討論才將它們分開(kāi)論述。
顏料的初始潤(rùn)濕對(duì)于顏料分散的結(jié)果有著無(wú)可替代的重要意義,通常這一過(guò)程都是經(jīng)由一些看似簡(jiǎn)單的步驟來(lái)完成的,所以非常容易被忽視。然而初始潤(rùn)濕不僅僅只是對(duì)顏料顆粒表面的潤(rùn)濕,而顏料顆粒的分散成敗與否恰恰是由這一步開(kāi)始的,初始潤(rùn)濕做不好,顏料顆粒的良好分散無(wú)從談起,究其原因是:載色體樹(shù)脂必須在顏料顆粒聚集體中的微隙間作充分的毛細(xì)滲透,由于毛細(xì)滲透作用,顏料顆粒間凝聚力降低,并在剪切力的作用下很容易被粉碎細(xì)化。因此顏料的潤(rùn)濕速率和毛細(xì)滲透的程度,對(duì)于顏料顆??偟谋环稚⑺俾屎唾|(zhì)量起著決定性的作用。
無(wú)數(shù)實(shí)踐證明,大多數(shù)顏料顆粒分散不好的原因都源于初始潤(rùn)濕的不理想,當(dāng)這樣的情況發(fā)生后,后續(xù)無(wú)論以何種分散手段加以補(bǔ)救也很難達(dá)到理想的效果,此時(shí),只有重新把顏料顆粒的潤(rùn)濕重新做好,分散的問(wèn)題才引刃而解。圖1明確顯示了不同的潤(rùn)濕手段所帶來(lái)的分散結(jié)果的懸殊差異:同一種顏料在選用普通潤(rùn)濕劑進(jìn)行潤(rùn)濕的前提下,無(wú)論擠出造粒一次還是六次,其終所體現(xiàn)的分散性都不盡如人意;而采用合適的潤(rùn)濕劑進(jìn)行同樣的加工,其結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。
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