炭黑在塑料中的着色作用
炭黑作为着色剂在塑料中有两种用途。一是使用炭黑来制造黑色塑料,二是使用炭黑用以改由其他颜料赋予的颜色,或称之为调色,这两种用途有赖于炭黑和光相互作用能力的不同方面。
炭黑在着色性应用方面,首要的属性是其分散相的黑度,黑度是粒径(表面积),聚集体尺寸(着色强度或斯托克直径)和分散度的复合函数。粒径较细,表面积较大,吸收光的能力就较强,受光照射时,使光向前的正向散射就更有效,第二个重要属性是其低色(或称主色)它是作为光波长函数的散射和吸收率的复合函数。对塑料用炭黑来说低色应在蓝、棕色之间。
炭黑在着色性用途中的第二个属性是用它着色时改进其他颜料的颜色强度的能力。着色效果可用着色强度来测量,它测量了炭黑改变白色颜料外观的能力。着色强度主要取决于聚集体大小及其分布。着色的色调(或称色相)和有炭黑赋予的底色有关,由于当炭黑粒径减少时增加了对蓝光的优先吸附,通常较为不蓝。
色素碳黑生产中炭黑尾气的燃烧过程
着火 着火发生在燃烧之前,是燃烧的准备阶段。
可燃气体由稳定的氧化反应突然转化为不稳定的氧化反应,称之为着火,而产生突变点温度称之为着火温度。
所谓稳定的氧化反应就是指在反应过程中析出的热和向外散失的热相等。不稳定的氧化反应,则是指在氧化反应时,反应析出的热大于向外散发的热量,结果促使氧化反应速度自动加快,转变为燃烧反应。
炭黑尾气的着火温度,不仅与其本身的物理化学性质有关,还与所在环境的热力条件有关,也就是与它的成分,可燃气体的浓度和它所在环境的温度、压力以及散热情况有关。
一般来说,炭黑尾气的着火温度随着其所在环境的温度和压力的升高而降低。因为燃烧是一种化学反应,其反应速度都随着温度和压力的升高而增加。而作为燃料的燃烧来说是一种放热的化学反应,如果散热量大于反应的散热量,此氧化反应就无法继续下去。
炭黑颗粒与黑度关系
色素炭黑主要是的石墨准结晶体形状紧密的形成,区别是不是像石墨晶体排列得那么整齐。炭黑的粒子直径一般是与其黑度成正比关系,颗粒小黑度黑。
着色用糟黑的粒子平均直径范围是:高黑度糟黑<20nm,中黑度糟黑2~25nm;低黑度糟黑25~30nm.炉炭粒度显著大于糟黑,其平均粒径为75~100nm之间。炭黑的粒径与其比表面积成反比,即颗粒越小,比表面积越大。粉末状炭灰的密度为80kg/m3,而粒状炭黑的密度可达200~250kg/m3。
色漆中炭黑的粒径和性能关系:炭黑粒径 细小--大;黑度 高--低;吸油量 大--小;黏度 高--低;分散性能 较差--较好;着色力 较强--较好;着色力 较强--较弱;相对密度 小--大;导电性 较高--较低。
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