硬度提升作用
炭黑 N990 通常会提高塑料制品的硬度。当炭黑 N990 均匀分散在塑料基体中时,它就像一个个微小的增强颗粒。这些颗粒限制了塑料分子链的移动,使得塑料在受到外力作用时更难变形,从而表现出更高的硬度。
例如,在聚氯乙烯(PVC)塑料中加入炭黑 N990,随着炭黑添加量的增加,PVC 制品的邵氏硬度会逐渐上升。这是因为炭黑颗粒与 PVC 分子链之间有相互作用,这种相互作用阻碍了分子链在压力下的滑动和重新排列,使得塑料制品在宏观上变得更硬。
与添加量的关系
一般来说,在一定范围内,炭黑 N990 的添加量与塑料制品硬度呈正相关。在实验中发现,在一些热塑性塑料如聚丙烯(PP)中,当炭黑 N990 的添加量从 0% 增加到 10%(质量分数)时,PP 制品的洛氏硬度可以提高 20% - 30% 左右。
然而,如果炭黑添加量过高,可能会出现一些负面效应。过多的炭黑 N990 可能导致塑料的加工性能变差,同时可能会因为炭黑团聚等问题,使硬度的提升不再遵循线性规律,甚至可能导致塑料制品的其他性能如韧性和抗冲击性能下降。
与其他因素的协同影响
塑料的基体类型也会影响炭黑 N990 对硬度的作用效果。对于不同的塑料,如聚乙烯(PE)和工程塑料聚酰胺(PA),炭黑 N990 对硬度的提升程度是不同的。在 PA 中,由于其本身具有较高的结晶度和较强的分子间作用力,炭黑 N990 对硬度的提升效果可能不如在 PE 中明显。
加工工艺同样会协同影响。例如,在注塑成型过程中,较高的注塑压力和较低的模具温度可能会使炭黑 N990 在塑料中分布得更加紧密,从而进一步提高塑料制品的硬度。但如果加工温度过高,可能会导致炭黑 N990 表面的一些活性基团与塑料基体发生化学反应,改变炭黑与塑料的相互作用方式,进而影响塑料制品的硬度。