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橡胶炭黑的分散方法

2018-09-03 17:30:28
我们一提到炭黑难免就会想起它的分散性,炭黑的分散性是众多颜料中最难分散的颜料之一,要想使用炭黑作为颜料来制作产品,那么就要把它成功的分散掉,那么怎么才能更好的来分散它呢,前面我们讲过了关于炭黑、色素炭黑的一些分散方法,这次我们更加彻底的来详解下橡胶炭黑是如何来进行分散的,我们就从它的分散机理来入手吧。
一、橡胶碳黑颜料的分散过程和机理
炭黑的分散过程是物理过程,在这个总过程中还包括许多独立的子过程。炭黑在另一种介质中被分散,实际就意味着炭黑粉末中的附聚物被破坏为较小粒子,并同时被介质所润湿。橡胶炭黑的分散过程也伴随有炭黑粒子的随机均匀分布过程,如果介质粘度较低,则已分散的炭黑粒子就会由于粒子间的吸引力而容易聚集,即所谓的颜料粒子再附聚作用。这种作用会降低炭黑的着色强度,为防止再附聚作用的发生,必须使炭黑分散状态稳定化。
橡胶炭黑的分散过程可以分为以下三个阶段:
1、橡胶炭黑的破碎:由于商品级橡胶炭黑颜料的通常细度(45μm)远远不符合下游领域的最终要求,所以在使用橡胶炭黑时必须对炭黑进行破碎分散操作,也只有将橡胶炭黑破碎分散到一定细度范围时,才能使炭黑的着色性能或其它所需要的性能充分发挥出来。例如,发生在挤出机、捏合机、三辊机、密炼机、高搅机、球磨机、砂磨机等中的操作过程均是颜料的破碎。做为颜料的特性,炭黑的破碎程度同样与自身粒子的“坚牢度”有关。
2、橡胶炭黑的润湿:自由炭黑粒子表面与周围介质的相互作用是炭黑被润湿的重要因素。炭黑润湿的能量关系可用热力学定律来解释,其中炭黑表面张力和表面能是润湿热的重要辅助参数,也可以从动力学角度描述炭黑粉末和附聚物的润湿过程。润湿时间不但与橡胶炭黑粉末的孔隙及几何结构有关,还随介质粘度提高而增加,并随润湿张力增大而减少。在实用条件下,升高温度可以加速润湿过程,但温度升高(粘度降低)又会导致剪切力(破碎作用)降低。润湿体积可作为橡胶炭黑孔体积或填充密度的量度,它与炭黑的相对着色强度密切相关,因此间接与碳黑在最终制品中分散质量有关。所以,在实际操作中为了提高炭黑的分散性,往往在介质中掺入了低分子量的添加剂(如增朔剂或粘度促进剂等)。
3、橡胶炭黑的分布:通过提高加工温度和降低体系粘度,使体系处于湍流条件下;以及延长橡胶炭黑在加工设备内的停留时间;可以使被润湿的橡胶炭黑粒子达到最佳分布。但是,在实际操作中,延长停留时间将受到产量要求的限制。因此,对于塑料行业,通常在注朔机和挤出机中安装鱼雷头、多孔板、剪切部件以及加设捏合段和采取其它设计措施,以提高破碎作用和延长停留时间。
综上文所述,在分散橡胶炭黑时要注意它的破碎过程,润湿,还有它的分布,希望大家在了解了橡胶炭黑的分散机理后可以更好的掌握它的分散方法,其实橡胶炭黑的分散也要考虑到它的分散设备,有的时候其他分散措施做好了,如果分散设备没有选择好,也不会使橡胶炭黑的分散达到理想的效果。
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