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橡膠炭黑的分散方法

2018-09-03 17:30:28
我們一提到炭黑難免就會想起它的分散性,炭黑的分散性是眾多顏料中最難分散的顏料之一,要想使用炭黑作為顏料來制作產品,那么就要把它成功的分散掉,那么怎么才能更好的來分散它呢,前面我們講過了關于炭黑、色素炭黑的一些分散方法,這次我們更加徹底的來詳解下橡膠炭黑是如何來進行分散的,我們就從它的分散機理來入手吧。
一、橡膠碳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。橡膠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。
橡膠炭黑的分散過程可以分為以下三個階段:
1、橡膠炭黑的破碎:由于商品級橡膠炭黑顏料的通常細度(45μm)遠遠不符合下游領域的最終要求,所以在使用橡膠炭黑時必須對炭黑進行破碎分散操作,也只有將橡膠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、橡膠炭黑的潤濕: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。潤濕時間不但與橡膠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。潤濕體積可作為橡膠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,因此間接與碳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、橡膠炭黑的分布: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;以及延長橡膠炭黑在加工設備內的停留時間;可以使被潤濕的橡膠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。
綜上文所述,在分散橡膠炭黑時要注意它的破碎過程,潤濕,還有它的分布,希望大家在了解了橡膠炭黑的分散機理后可以更好的掌握它的分散方法,其實橡膠炭黑的分散也要考慮到它的分散設備,有的時候其他分散措施做好了,如果分散設備沒有選擇好,也不會使橡膠炭黑的分散達到理想的效果。
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