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塑料工業少不了鈦白粉,粒度分布影響關鍵指標
來源:儀器信息網 2018-05-21 14:35  點擊:
  
近幾年,塑料工業與鈦白粉可謂焦不離孟。在世界范圍內超過500家的鈦白粉牌號中,專屬于塑料用的就超過50個,而高達6%的年均增長率,也讓塑料工業成為使用鈦白粉增速最快的領域,并“榮膺”鈦白粉的第二大用戶。有材料應用的地方自然就有相配套的指標、參數考衡,粒徑粒度分布和顆粒形狀就顯著影響著塑料用鈦白粉的關鍵指標。而塑料用鈦白粉的粒徑恰好處于激光粒度儀大展身手的范圍內,因此對于鈦白粉在塑料工業中的應用,業內人士不妨給予更多的矚目。
 
眾所周知,鈦白粉的學名是二氧化鈦,具備優良的白色性能,高遮蓋力和高消色力,被廣泛應用油墨、造紙、涂料、油漆等行業,享有“白色之王”的美譽,這正是鈦白粉在塑料制品中得以應用的重要原因,即鈦白粉可以決定淺色或白色塑料制品的外觀。當然鈦白粉于塑料還有很多其他好處,比如提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能,使塑料制品免受UV光的侵襲,改善塑料制品的機械性能和電性能等。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都會使用鈦白粉,它們既可以與樹脂干粉混合,也可以與含增塑劑的液體相混合,用量一般在3-5%左右,聚烯烴類(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等莫不如是。
 
在塑料工業中衡量鈦白粉的質量主要有四大指標——遮蓋力、分散性、耐候性和白度。鈦白的遮蓋力越好,生產出的塑料制品就越輕薄;分散性則影響塑料制品生產成本,鈦白粉的分散性越好,塑料制品的光滑度和光亮度就會越高;具備良好耐候性的鈦白粉,則對室外使用的塑料制品以及塑料門窗是必不可少的。
 
最后一大指標就是白度了,所謂白度是指距離理想白色的程度。影響鈦白粉白度因素主要有以下幾點。第一點是雜質,在鈦白粉工藝中,尤其是硫酸法鈦白粉工藝,大部分的作業是為了除去產品中的雜質,因為雜質嚴重影響鈦白粉的應用性能,特別是白度。顯色金屬氧化物雜質在極低的含量下就能影響白度,這些元素有鐵、錳、鉻、銅等,這些雜質本身就帶有顏色,在白色的鈦白粉中極易顯色。
 
第二點就是粒徑和粒度的分布了,他們主要是通過鈦白粉顆粒對光的反射、散射等現象影響其白度的。鈦白粉的粒徑越小,白度值越高,這主要是由于鈦白粉粒徑越小,表面積增大,光的反射、漫反射增強。根據光波的特性,當顏料粒子的粒徑小于光波的一半時可以獲得對該波長的色光的最大散射,經分析,對波長藍色光散射最好的粒徑在0.2μm左右,波長較長的紅色光散射最大的粒徑在0.35μm左右,因此,小粒徑的鈦白粉的散射光呈藍相,而透過光則為藍色的補色紅黃相,反之,大粒徑的鈦白粉散射光為紅相,透過光為藍相。通常涂料用鈦白粉的粒徑為0.2~0.4μm,而大多數塑料用鈦白粉粒徑都較細,粒徑為0.15~0.3μm,因為這樣可以獲得蘭色底相,對大多數帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。
 
此外,顆粒形狀、鈦含量、包膜劑對鈦白粉的白度都有一定影響。其中,粒形對白度的影響比較小,一般來說,層狀鈦白粉的白度略低,球狀和桿狀的白度略高。而二氧化鈦含量的升高,鈦白粉白度值也升高,鋁、硅、鋯等包膜劑含量升高,鈦白粉白度值下降。
 
值得一提的是,在塑料色母粒的生產工藝中,鈦白粉的白度也是一項重要質量指標,塑料色母粒是一種高濃縮、高效能的顏色配置品,即顏料以超常濃度均勻分布在載體樹脂中,并形成一定粒徑的顆粒。它主要由核心層(顏料)、偶聯層(偶聯劑或表面活性劑)、分散層(潤滑劑或分散劑)、增混層(載體樹脂)等組成,在塑料中作為染色劑使用,廣泛用于吹膜、注塑、熱壓、注塑等塑料制品的生產,色母粒著色效果優越,使用方便,節約能源,使用時無粉塵和污水,因此備受用戶的青睞。色母粒是作為工業原料,性能優劣通常是在后續產品應用中表現出來(如吹膜或注塑),因此,鈦白在色目粒中的性能也主要體現在色母粒的應用過程中。鈦白的著色能力、分散性、加工性能、白度都會對色母粒的應用產生重大影響,順理成章地,也少不了對鈦白粉粒度分布的檢測。
 
結語:激光粒度儀作為目前最流行的粒度測量儀器,已在粉體工藝中發揮著越來越重要的作用,隨著米氏散射理論在各品牌激光粒度儀中的應用越來越廣泛,已經對亞微米級的塑料用鈦白粉有充足的適配性。隨著鈦白粉在塑料工業中的需求越來越大,對這一市場大蛋糕的進一步經營和開拓,或許值得激光粒度儀的廠商們好好思考。(粉體網編輯整理/默然)


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