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色母粒质量与丙纶品质的关系

 
色母粒行业也伴随着相关行业的发展而大幅度的发展,色母粒生产技术水平也得到空前的进步,色母粒的应用领域也在不断地扩大。但是由于中国传统市场竞争模式的影响,往往总是追求"低质、低价、能用",导致下游色母粒应用企业生产不够稳定,质量档次低,产品竞争力不强,这个题目已被很多色母粒应用厂家得到广泛的认同,特别是品质要求高的丙纶厂家更加关注色母粒质量对丙纶品质的影响。为此,根据丙纶化纤行业协会的要求,浅谈色母粒对丙纶品质的影响
一、色母粒在丙纶纤维中的分散
带有各种颜色的丙纶纤维,是颜料颗粒在丙纶纤维中均匀分散所致,其中的关键是颜料颗粒充分细化并在丙纶纤维中均匀地分布(混合)。细化分散是将颜料颗粒充分细化并在丙纶纤维中均匀地分布(混合)。细化分散是将颜料的凝聚体或团圆体破碎,使其颗粒至最小,而关键在于均匀分散,分散的效果对着色丙纶纤维的光彩、透明度、光泽、纤维强度、伸长率、耐老化性、电阴率等均有影响。
一般说来,颜料分散的粒径小于1um才能可用于纤维或超薄薄膜,而大于5um就会导致纤维表?**薰庠?大于10um就会导致纤维表面产生斑点、条痕,而且随粒径增大纤维的断裂强度、伸长率不断下降。粒径愈细着色力愈强,分散性越好,同时粒径变小使表面增大,导致遮盖力增加.
由于颜料颗粒状态有原生颗粒、凝聚体、团圆体三种,而一般商品颜料颗粒是比团圆体还大的粒子(约75-250um),故必须进行分散处理,所谓颜料的分散化就是将团圆体粉碎细化的过程.
颜料的分散,首先是用润湿剂润湿颜料,包覆在颜料表面,使颜料间的凝聚力减少,降低破碎颜料团圆体所需的能量,其次是颜料的粉碎细化,领先颜料颗粒之间的自由运动(冲击应力)和颜料团圆体通过四周介质的剪切应力来将团圆体颗粒破碎.颜料经分散细化后,粒径减小,表面积增大,颜料表面自由能也增加造成了细化了的颜料不稳定性,所以在颜料表面要进一步的包覆处理,降低新形成的界面表面能,防止再凝聚,然后是颜料在熔体中混合分散,即将润湿和粉碎的颜料均匀地分散分布到需要着色的材料中.
二、色母粒性能和质量要求
1.丙纶色母粒性能要求
丙纶是一种纯粹的碳氢化合物,分子链中含有叔碳原子,受热,受光后在叔碳原子处分子易裂解,使丙纶品质变坏,所以要求制成的色母粒在高温纺丝中易于扩散,不损坏纤维品质,不使纤维褪色,有优良的耐光、耐磨、抗溶剂性,经受得起严格的纺丝牵伸。
(1)耐热性色母粒所选用的颜料,最基本的要求经得起聚丙烯纤维生产过程中的温度,保持其性能的稳定。耐温温度一般要求为270~280℃以上。
(2)分散性色母粒用颜料应分散性优良,而且在色母粒中要分散均匀,且使用的分散剂不会降低丙纶纤维的品质。否则不能生产出品质好的原液着色纤维,运行也不稳定,在牵伸纤维时易断裂或产生异常纤维。
(3)光亮度丙纶原液着色有多种用途,其中用于床罩基布及针织物,要求明亮的色调。因有机颜料比较明亮鲜艳,且轻易上色,故凡使用于上述用途的需使用有机颜料。
(4)耐光性在光的作用下有些颜料有光敏作用,使着色纤维褪色和脆损,而颜料的耐光性基本上与其化学结构有关,所以在制作色母粒时要充分留意颜料的耐光性,耐光性的颜料需要使用时,可以考虑添加紫外线吸收剂。
(5)稳定性色母粒中使用的颜料,对着色丙纶纤维要有优良的稳定性。意即着色纤维聚合物经长时间接触热、光或经受高温时颜料不会与纤维反应,形成新的化学基团使聚合物性能绛低。所以色母粒中应选用尽可能纯的颜料,不含铁、铜、铅等盐的杂质,保证着色丙纶纤维的物理性能优良。
(6)耐水性、耐干洗性、耐油性、着色丙纶纤维制品在使用过和中难免要经过水洗或溶剂干洗,要接触到油剂,特别是用于地毯时,所以其使用的着色剂要有良好的耐水洗性、耐干洗性、耐油性。
2.丙纶色母粒的质量要求
色母粒的质量指标包括的内容较多。如外观尺寸一般为2㎜×(3~4)㎜,色母粒中颜料粒径≤1um为90%以上,熔点、DF值、MI值、耐热耐候特性等。这些指标是色母粒厂、丙纶纤维厂共同关心的题目。
(1)过滤性能纤维级色母粒用过滤生性能来表征色母粒质量,其值称为DF值小,则纺丝过程中过滤组件更换周期相对长,一般要求丙纶色母粒的DF值小于2.0×105Pa.㎝2/g.
(2)熔点丙纶色母粒分散剂采用低分子量聚乙烯蜡,所以其熔点在110~120℃之间;而颜料一般熔点很高,超过丙纶纺丝温度,故色母粒在热分析谱图上有两个吸热峰值.但色母粒的熔点高低不能表征色母粒质量的优劣,有的企业标准中规定熔点为130~160℃.
(3)熔体活动指数(MI值)聚丙烯切片的MI主要用来表征其分子量的大小,决定其切片成纤后的加工及成品性能.色母粒中含有颜料、分散剂及载体低分子聚乙烯蜡,所以不能用MI高低来表求本身的分子量,且会因颜料和品种不同而变化,故色母粒的MI并非色母粒的控制指标,仅能供纺丝时参考。选择纺丝用色母粒的MI比本色切片稍大些,有益于两者粒度相近而混合。一般要求为MI值(15~30)g/30min。
(4)耐热性色母粒耐热性指标指的是色母粒和丙纶切片按一定比例分别在不同温度下,以5~10分钟周期纺丝,观察其颜色的变化程度。颜色的变化可用评定变色用灰色样卡或彩色样卡对比评定,当其总色差值⊿E≤3时,该温度即为这种色母粒的耐热温度,一般要求耐热270~300℃,光彩变化为4级。