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碳黑的分散方法是什么

返回列表 來源:卡松小編 瀏覽:發布日期:2019-09-25 14:33 【

  分散碳黑必須首先了解炭黑顏料的分散機理。
  
  眾所周知,炭黑是最難分散的顏料之一,因此與其他任何顏料相比,炭黑需要更完全地分散在載體中。盡管幾乎所有炭黑用戶或多或少都掌握了有效分散炭黑的技術,但是對炭黑的分散過程和機理的了解相對較弱,因此有必要進行炭黑的分散過程和機理的研究做簡短說明。
  
 ?。ㄒ唬?、炭黑顏料的分散過程和機理
  
  炭黑的分散過程是物理過程,在這個總過程中還包括許多獨立的子過程。炭黑在另一種介質中被分散,實際就意味著炭黑粉末中的附聚物被破壞為較小粒子,并同時被介質所潤濕。炭黑的分散過程也伴隨有炭黑粒子的隨機均勻分布過程,如果介質粘度較低,則已分散的炭黑粒子就會由于粒子間的吸引力而容易聚集,即所謂的顏料粒子再附聚作用。這種作用會降低炭黑的著色強度,為防止再附聚作用的發生,必須使炭黑分散狀態穩定化。
  
  炭黑的分散過程可以分為以下四個階段:
  
  1、破碎:由于商品級炭黑顏料的通常細度(45μm)遠遠不符合下游領域的最終要求,所以在使用炭黑時必須對炭黑進行破碎分散操作,也只有將炭黑破碎分散到一定細度范圍時,才能使炭黑的著色性能或其它所需要的性能充分發揮出來。例如,發生在擠出機、捏合機、三輥機、密煉機、高攪機、球磨機、砂磨機等中的操作過程均是顏料的破碎。做為顏料的特性,炭黑的破碎程度同樣與自身粒子的“堅牢度”有關。
  
  2、 潤濕:自由炭黑粒子表面與周圍介質的相互作用是炭黑被潤濕的重要因素。炭黑潤濕的能量關系可用熱力學定律來解釋,其中炭黑表面張力和表面能是潤濕熱的重要輔助參數,也可以從動力學角度描述炭黑粉末和附聚物的潤濕過程。潤濕時間不但與炭黑粉末的孔隙及幾何結構有關,還隨介質粘度提高而增加,并隨潤濕張力增大而減少。在實用條件下,升高溫度可以加速潤濕過程,但溫度升高(粘度降低)又會導致剪切力(破碎作用)降低。潤濕體積可作為炭黑孔體積或填充密度的量度,它與炭黑的相對著色強度密切相關,因此間接與炭黑在最終制品中分散質量有關。所以,在實際操作中為了提高炭黑的分散性,往往在介質中摻入了低分子量的添加劑(如增朔劑或粘度促進劑等)。
  
  3、分布:通過提高加工溫度和降低體系粘度,使體系處于湍流條件下;以及延長炭黑在加工設備內的停留時間;可以使被潤濕的炭黑粒子達到最佳分布。但是,在實際操作中,延長停留時間將受到產量要求的限制。因此,對于塑料行業,通常在注朔機和擠出機中安裝魚雷頭、多孔板、剪切部件以及加設捏合段和采取其它設計措施,以提高破碎作用和延長停留時間。

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