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炭黑分散剂分散过程有哪些?

1、破碎:由于炭黑颜料的细度(45μm)远远不符合下游领域的最终要求,所以在使用炭黑时必须对炭黑进行破碎分散操作,也只有将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。这时需要通过机械力研磨来打开炭黑粒子间的硬团聚,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、 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,炭黑分散剂也可以从动力学角度描述炭黑粉末和附聚物的润湿过程。炭黑分散剂润湿时间不但与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,因此间接与炭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、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;以及延长炭黑在加工设备内的停留时间;可以使被润湿的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。
 
4、分散剂消除内聚力:由于炭黑粒子之间存在吸引力(偶极、氢键和静电力),因此必须依靠外界能量来克服吸引力,才能达到分散目的。炭黑的分散性和它的粒度分布有密切关系,粒度小的炭黑具有较大的比表面积,并且存在热力学上的不稳定性,从而容易产生再附聚作用。在实际操作中,添加炭黑分散剂涂覆在炭黑粒子表面,从而降低炭黑粒子之间的内聚力,有助于避免炭黑分散操作困难。
 
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