选择合适的载体树脂
载体树脂的选择对于炭黑 N990 的分散至关重要。一般来说,应选择与炭黑 N990 相容性好的树脂。例如,对于聚烯烃类塑料制品,可以选择聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)作为载体树脂。这些树脂的分子结构和极性与炭黑 N990 相对匹配,能够使炭黑在树脂基体中更好地分散。
不同的树脂对炭黑的润湿性也不同。像一些含有极性基团的树脂,如乙烯 - 醋酸乙烯共聚物(EVA),能够更好地润湿炭黑 N990,有利于其在塑料中的分散。当使用 EVA 作为载体树脂时,其醋酸乙烯酯(VA)含量也会影响炭黑的分散效果。VA 含量适中的 EVA 可以提供较好的炭黑分散性,因为它能够在非极性的炭黑和塑料基体之间起到良好的桥梁作用。
添加分散剂
分散剂是提高炭黑 N990 分散性的有效辅助手段。常见的分散剂有脂肪酸及其衍生物。例如硬脂酸,它可以吸附在炭黑 N990 的表面,降低炭黑颗粒之间的相互吸引力。在塑料加工过程中,当硬脂酸吸附在炭黑表面后,能够使炭黑颗粒彼此之间更容易分离,从而更均匀地分散在塑料基体中。
高分子分散剂也被广泛应用。这些高分子分散剂具有特定的分子结构,其一端可以与炭黑 N990 表面相互作用,另一端则与塑料基体相容。例如,一些含有锚固基团和溶剂化链段的高分子分散剂,锚固基团能够牢固地吸附在炭黑表面,而溶剂化链段则伸展在塑料基体中,像一个个 “触手” 将炭黑颗粒包裹并分散开来。
优化加工工艺
混炼工艺:在塑料混炼过程中,适当提高混炼温度和延长混炼时间可以改善炭黑 N990 的分散性。但温度过高或时间过长可能会导致塑料降解等问题,所以需要根据具体的塑料种类和配方进行优化。例如,在使用双螺杆挤出机混炼含有炭黑 N990 的 PP 塑料时,混炼温度可以控制在 180 - 220℃之间,混炼时间可以根据螺杆转速等因素调整在 3 - 10 分钟左右,这样可以使炭黑在 PP 基体中得到较好的分散。
剪切强度控制:通过控制加工设备的剪切强度也可以提高炭黑的分散性。较高的剪切强度可以使炭黑颗粒受到更大的外力作用而分散开来。在单螺杆挤出机中,可以通过调整螺杆的结构,如改变螺杆的螺距、螺纹深度等参数来控制剪切强度。对于一些高填充量的炭黑 N990 塑料体系,适当增加剪切强度可以有效地打破炭黑颗粒的团聚,使其更好地分散在塑料中。
炭黑的预处理
在添加到塑料之前,可以对炭黑 N990 进行预处理。例如,通过机械研磨或气流粉碎等方法,将炭黑颗粒进一步细化,减小炭黑的粒径。较小的粒径可以降低炭黑颗粒之间的团聚倾向,从而在塑料中更容易分散。
还可以对炭黑 N990 进行表面改性。通过化学方法在炭黑表面引入一些官能团,如羟基、羧基等,这些官能团可以改善炭黑与塑料基体之间的相容性。例如,采用偶联剂对炭黑进行表面处理,偶联剂的一端可以与炭黑表面的官能团反应,另一端则可以与塑料基体中的官能团或化学键结合,从而提高炭黑在塑料中的分散性。