塑料色母粒好的分散性就是指顏料在塑料中充地分散到理想的顆粒細度,並均勻混合在塑料中,完整的顏料分散過程通常包含三個必不可少的階段。
1潤溼 顏料與空氣或水的分界面變為顏料與載色體界面。
2分散 顏料顆粒在外在作用力下破碎粒子附聚體與聚集體。
3穩定 穩定已經被分散在介質中的顏料顆粒,並有效防止再次聚結。
顏料分散的重要步驟是顏料顆粒的潤溼,它分為對顏料的初始潤溼和在分散進程中細分顆粒的持續潤溼。對塑料加工來說,初始潤溼就是樹脂載色體取代顏料表面上的空氣和水分的過程,顏料潤溼的目的是使顏料顆粒之間的凝聚力減小,如果在顏料表面不能完全被載色體(也包含潤溼劑)潤溼,那麼分散設備通過熔體介質所產生的剪切應力對顏料附聚集體就起不到什麼作用。顏料潤溼的難易由顏料粒子表面性質和載色體性質決定。顏料與載色體的接觸角越小,載色體的表面張力越小,潤溼越容易。
顏料分散的第二步是顏料顆粒的細化,顏料顆粒被潤溼後在外力的作用下完成顏料微粒化的過程,將顏料粉碎細化達到理想的粒徑。目前採用機械分散的外力不外乎有壓力、衝擊力和剪切力,用以粉碎顏料的附聚體和聚集體。
顏料分散的第三步是被分散後的顏料細顆粒的穩定化,細化後的顏料顆粒表面積增大,會產生再凝聚現象,將細化的顏料顆粒進一步做表面處理,降低新形成界面的表面能,以便在進一步加工時,不至於使細化後的顏料顆粒再次凝聚。
以上描述的顏料分散過程即:潤溼、細化以及細化後的穩定等環節,在實際操作中是密不可分且幾乎是同時發生的,只是為了便於討論才將它們分開論述。
顏料的初始潤溼對於顏料分散的結果有著無可替代的重要意義,通常這一過程都是經由一些看似簡單的步驟來完成的,所以非常容易被忽視。然而初始潤溼不僅僅只是對顏料顆粒表面的潤溼,而顏料顆粒的分散成敗與否恰恰是由這一步開始的,初始潤溼做不好,顏料顆粒的良好分散無從談起,究其原因是:載色體樹脂必須在顏料顆粒聚集體中的微隙間作充分的毛細滲透,由於毛細滲透作用,顏料顆粒間凝聚力降低,並在剪切力的作用下很容易被粉碎細化。因此顏料的潤溼速率和毛細滲透的程度,對於顏料顆粒總的被分散速率和質量起著決定性的作用。
無數實踐證明,大多數顏料顆粒分散不好的原因都源於初始潤溼的不理想,當這樣的情況發生後,後續無論以何種分散手段加以補救也很難達到理想的效果,此時,只有重新把顏料顆粒的潤溼重新做好,分散的問題才能迎刃而解。同一種顏料在選用普通的潤溼劑進行潤溼的前提下,無論擠出造粒一次還是六次,其最終所體現的分散性都不盡如人意;而採用合適的潤溼劑進行同樣的加工,其結果就會產生質的飛躍。