Cтраница 3
Существует общая тенденция поставки потребителю пигментов, предварительно диспергированных в небольшом количестве материала, для крашения которого они предназначены, или в растворителе, смешивающемся с этим материалом. Часто выпускную форму пигментов получают методом извлечения пигмента органической средой. Некоторые производители пигментов в Америке выпускают такие формы, используя растворители для типографской краски. Однако извлечение пигмента органической фазой из водной суспензии часто проводится и самими потребителями из поставляемого им фильтр-прессного осадка, К другому типу выпускных форм относится нитроцеллюлозная крошка, содержащая диспергированный пигмент, которая применяется для окраски лаков. Впервые такая форма пигментов была выпущена фирмой BASF под названием красок Энце. Композиции пигментов имеют ряд преимуществ: они просты в обращении; тонкая дисперсия пигмента в этих продуктах обеспечивает максимальную красящую способность. [31]
Трудности, возникающие при использовании пигментов для окрашивания полимеров, связаны с их гидрофильностью, агрегиро-ванностью и подчас недостаточной эффективностью диспергирующего оборудования для переработки полимеров. Использование выпускных форм пигментов позволяет обеспечить высокую степень диспергирования пигментных частиц. Поэтому, кратко осветив способы окрашивания полимеров, авторы основное внимание уделили получению выпускных форм пигментов, методам контроля дисперсности пигментов и степени их диспергирования в окрашиваемой среде. [32]
Приведены сведения о свойствах неорганических и органических пигментов, требованиях, предъявляемых к пигментам для окрашивания полимерных материалов в массе. Рассмотрено получение выпускных форм пигментов, дана характеристика оборудования для их получения. Описаны методы окрашивания пленок, волокон, литьевых изделий различного назначения. [33]
При получении выпускных форм путем введения пигмента в расплав полимера-носителя вследствие больших усилий сдвига, необходимых для эффективного пластического размола, возможно протекание механодеструкции полимера - разрыв макромолеку-лярных цепей с образованием свободных радикалов. Процесс получения выпускных форм пигментов стремятся проводить при минимальной температуре и максимальной скорости сдвига. Именно эти условия способствуют развитию механодеструкции, в результате которой происходит снижение физико-механических свойств полимера-носителя и, как следствие, - эксплуатационных свойств окрашенного материала. Если к окрашенному полимеру предъявляются особо высокие требования по физико-механическим свойствам, то процесс получения выпускной формы пигмента следует вести при пониженной скорости сдвига и повышенной температуре. [34]
Процесс фазового отделения, описанный выше, может иметь различные технологические решения. Так, при получении выпускной формы пигмента в среде органических растворителей применяют полимеры, растворимые в данном растворителе, а фазовое разделение ЕЫЗЫВЗЮТ добавлением жидкости, в которой полимер не растворяется. [35]
Требование максимального снижения температуры для достижения высокой вязкости расплава находится в противоречии с требованием лучшего смачивания пигмента. Поэтому на практике необходимо подобрать оптимальный температурный режим, при котором возможно получение высококачественных выпускных форм пигмента. Обычно поступают следующим образом: вначале в момент введения пигмента в расплав процесс ведут при повышенной температуре, а затем снижают температуру системы и проводят пластический размол. [36]
Существует метод, заключающийся в распылении дисперсии пигмента в растворе полимера в потоке нагретого газа. В результате удаления растворителя распыленные мелкие капли полимера с пигментом отверждаются и образуется порошок выпускной формы пигмента [ пат. [37]
Затем в смеситель вводят пигмент ( или смесь пигментов) в необходимом количестве и перемешивают 20 - 30 мин. Для опудривания гранул в ряде случаев применяют не пигменты, а пигментные пасты, являющиеся выпускными формами пигментов. Опудренный в барабане полимер поступает на переработку. Окрашенный материал может перерабатываться в экструдерах или на литьевых машинах с мундштуками, снабженными специальными приспособлениями для равномерного распределения пигмента в расплаве полимера. Смесительное устройство обычно состоит из решетки со сферической камерой, которая имеет входное и выходное отверстия. Решетка выполняется в виде двух полусфер, вставляемых в мундштук литьевой машины. Эффект смешения зависит от соотношения диаметров входного и выходного отверстий. Наиболее эффективное смешение достигается при диаметре входного отверстия 0 8 - 1 0 мм и выходного отверстия 1 0 - 1 6 мм. Иногда для повышения эффективности смешения в канал мундштука вставляют две сферические решетки на расстоянии 15 мм друг от друга. Смесительные устройства удобны тем, что в случае необходимости их можно использовать на любых литьевых машинах без каких-либо изменений мундштука, обогревающего цилиндра и других частей машины. [38]
Однако при изготовлении многих полимерных изделий - тонких пленок, выдувных емкостей, синтетических волокон - предъявляются высокие требования к дисперсности частиц в окрашенном продукте. В этом случае нередко модифицирование поверхности оказывается недостаточно эффективным и необходимая степень диспергирования достигается с помощью выпускных форм пигментов - концентратов, и суперконцентратов. [39]
Трудности, возникающие при использовании пигментов для окрашивания полимеров, связаны с их гидрофильностью, агрегиро-ванностью и подчас недостаточной эффективностью диспергирующего оборудования для переработки полимеров. Использование выпускных форм пигментов позволяет обеспечить высокую степень диспергирования пигментных частиц. Поэтому, кратко осветив способы окрашивания полимеров, авторы основное внимание уделили получению выпускных форм пигментов, методам контроля дисперсности пигментов и степени их диспергирования в окрашиваемой среде. [40]
В отличие от растворимых красителей, предназначенных для крашения волокнистых материалов и переходящих из красильной ванны на волокно в молекулярной степени дисперсности, пигменты как до, так и после крашения ими существуют в виде достаточно крупных агрегатов, имеющих реальную поверхность раздела по отношению к окружающей среде и потому способных рассеивать ( отражать) свет. Вследствие этого часть световых лучей избирательно поглощается молекулами красителя, входящими в состав агрегатов, а часть - рассеивается ими, причем световые лучи, отраженные поверхностью одних агрегатов, могут поглощаться молекулами, входящими в другие агрегаты. В результате цвет и яркость пигмента являются суммарными эффектами процессов избирательного поглощения и рассеяния света, повторенных неоднократно, и поэтому в очень большой степени зависят от структуры кристаллической решетки ( кристаллической модификации) и размеров частиц пигмента, которые определяются выпускной формой пигмента. [41]
Для лучшего распределения пигментов в полиолефинах, в частности в полипропилене, многие зарубежные фирмы рекомендуют применять специальные выпускные формы пигментов в виде порошков, гранул и паст. Научно-исследовательским институтом органических полупродуктов и красителей разработана такая выпускная форма, представляющая собой 60 - 80 % - ный концентрат на низкомолекулярном полиэтилене. К основным преимуществам выпускных форм следует отнести резкое увеличение интенсивности окраски за счет высокой дисперсии пигмента, хорошее распределение пигментов в полимерах, повышение чистоты тона и отсутствие пыления при дозировке. Установлено, что низкомолекулярный полиэтилен, содержащийся в выпускной форме пигмента, не оказывает влияния на физико-механические, химические и диэлектрические свойства полимеров. Выпускные формы пигментов позволяют более полноценно исполь зовать грубодисперсные пигменты, такие, как фталоциа-ниновый зеленый и ряд кубовых ( кубовый ярко-фиолетовый К, кубовый ярко-зеленый Ж, кубовый голубой К, кубовый ярко-оранжевый ЖХ и др.), имеющие высокую термо - и светостойкость. [42]
К нежелательным явлениям при получении выпускных форм пигментов ( в основном органических) относится и образование комприматов - сгустков пигмента, возникающих в расплаве при сжатии или под действием больших усилий сдвига. Образование комприматов наблюдается, например, при получении выпускной формы фталоцианинового зеленого в экструдере. Комприматы представляют собой сжатые пигментные частицы, которые, как показывают микроскопические исследования, имеют менее рыхлую структуру, чем обыкновенные пигментные агрегаты. Комприматы очень трудно поддаются диспергированию как в обычных условиях получения выпускной формы пигмента, так и при дальнейшей переработке полимерного материала. Мел служит веществом, разделяющим частицы пигмента и препятствующим образованию сгустков, не оказывая в дальнейшем никакого действия на окрашенный полимер. [43]
При получении выпускных форм путем введения пигмента в расплав полимера-носителя вследствие больших усилий сдвига, необходимых для эффективного пластического размола, возможно протекание механодеструкции полимера - разрыв макромолеку-лярных цепей с образованием свободных радикалов. Процесс получения выпускных форм пигментов стремятся проводить при минимальной температуре и максимальной скорости сдвига. Именно эти условия способствуют развитию механодеструкции, в результате которой происходит снижение физико-механических свойств полимера-носителя и, как следствие, - эксплуатационных свойств окрашенного материала. Если к окрашенному полимеру предъявляются особо высокие требования по физико-механическим свойствам, то процесс получения выпускной формы пигмента следует вести при пониженной скорости сдвига и повышенной температуре. [44]
В СССР и эа рубежом иолистирольные пластики применяются главным образом в окрашенном виде. В отечественной промышленности окрашивание проводится в основном на заводах, выпускающих полимеры. Окрашивание блочного полистирола осуществляется либо путем ввода маточных смесей пигментов и красителей непосредственно в расплав перед грануляцией, либо ( для увеличения числа цветов) путем смешения красителя с полимером в отдельном экструдере. За рубежом развивается тенденция перехода на выпуск неокрашенных полистирольных пластиков ( в том числе и АБС-пластиков) заводами, производящими пластмассы. Окрашивание проводится на заводах пластмассовых изделий выпускными формами пигментов и красителей. [45]