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1、论文交流 超低分子量蜡在白色母粒中的应用研究 张海斌 乔辉吴立峰 解洪伟隋家岩 （北京化工大学材料科学与工程学院，；青岛邦尼化工有限公司，）摘要：研究了几种超低分子量蜡应用在白母粒中对其各项性能的影响，并与国内通用品质较好的 低分子蜡进行了比较结果表明，这几种超低分子量蜡可用于白母粒中，其母粒 性能指标和相比没有降低威降低很少。甚至有些性能指标还得到一定程度的提高前言 低分子蜡是色母粒组分中最重要最常用的分散剂。目前，作为色母粒分散剂用的低分子蜡的分子量大多在之间】，品质较好的低分子蜡价格比较高本文研究了一类分子量更低（左右或以下）价格更低廉的低分子蜡在色母粒中的应用效果。为了讨论问题的方便把
2、分子量在以下或左右的低分子蜡称为超低分子量蜡实验实验原料及设备 实验所用原料分别列于表和表中实验所用仪器设备列于表中 表实验用聚乙烯蜡 牌号 类型 外观 生产厂家提供商 裂解 白色小颗粒 裂解 白色小颗粒 裂解 白色片状 裂解 白色片状 青岛邦尼化工有限公司 裂解 白色粉末 裂解 白色细小颗粒 裂解 白色细小颗粒 】 裂解 白色粉末 北京化工大学精细化工厂 表实验用其它原料 论文交流实验工艺 试验工艺流程如图所示： 体矧膏卜 一注压片试力缝 转矩蠢变便加工性麓 再 叫 挤出吹 力、分幢 叫取辊馄焦量毪 分一 篷射色菝 自重性能测试和表征 热稳定性：用公司产型热天平对各种蜡的耐热性进行了分析升温
3、速度为，氮气气氛。 分散性：采用日本 型相差显微镜。放大倍数为倍，观察了颜料的分散状态 遮盖力：用分光光度计测定薄膜光密度值，其大小可表示遮盖力的大小 自度：用全自动测色色差计对白母粒注射的样板进行了白度、明度、黄度等测试 流变性能：采用转矩流变仪和熔体指数仪对母粒的加工流变性能进行了测试 力学性能：用 型拉伸试验机对材料的力学性能进行了测试结果与讨论分子量比较 用乌氏粘度计测试了几种聚乙烯蜡的分子量，结果列于表中。 表 几种低分子蜡的粘均分子量 壁曼 望：！旦！ 坚：！堡 坚：！翌 墅：垫塑：塑型：型墅：墼一里：丛三 ：坠 ！ 塑 丝 。堑！ 塑 垫 塑一一丛王 从表可以看出，各种低分子蜡分
4、子量在左右，都较低很多分子量低有利于润湿颜料粒子，但同时分子量降低使体系粘度降低幅度加大，有可能使得剪切力不能有效的传递到颜料粒子表面 。耐热性比较 聚烯烃色母粒及其着色制品一般在之间进行加工，所以用于分散剂的蜡应该具有良好的耐热性，其耐热性可以角热失重的方法进行评测。从室温到（。要求蜡的失重量不是很论文交德大。表为几种低分子蜡的热失重情况。 表各种聚乙烯蜡的热失量情况 壁！ 互望墨茎曼型！ 塑竺叁塞型墨型！些些璺墅里 垒塞星墅苎 一 渤 一 拼 塑 一 斟 一 矾一蜘 琳 艟 蹦一瑚 拼 ，田 由表可以看到，除了以外，其它蜡的总的热丈重情况都差别不大。各种蜡就耐热性来说，基车符台做色母粒的分
5、散剂。但除外，其它耐热性不是很理想，总失重量都超过了 ，故其只能在加温度较低的情况下使。绝大多数蒙烯烃的生产，加温度范周在”之间。可以看到，温度从时，这几种蜡的热失重都保持在左右，这说明这种超低分子量蜡的酎熟性符合聚烯烃色母粒的要求。分散性 分散荆可以润湿颜料减小颜料粒度从而加强颜料与载体之间的亲和性，提高颜料的着色效果，提高载体的承载能力。用不同种类的幕乙烯蜡作分散剂制成白母牲，然后吹膜用相差显微镜观测颜料的分散状况，从而评价不同蜡的分散能力。图为一种超低分子量蜡与品质较好的蜡对钛白粉颜料分数情况的影响。 （） （） 圈 不同种类分散剂蜡对颜科分散性的影响 （、（）分别古目 ），（）分别含和
6、的刚 可以看出（）、（）和（）、（）两组相差照片背景粒子都细小而均匀，两种蜡的总体分散效果都是非常良好的，而且差别不大，出现个别的颜料凝聚体和投有分散开的树脂是难免的。但是（）、论文垂瓯 （）组试样出现的“白点”稍比（）、（）纽多而明显，这是由于没有分散开的树脂所造成。田为 的分子量比更低做成的母粒有更低的熔体粘度，所以在制品加工过程中，会引起局部剪切力不能有效传递，使局部产生树脂和母辛立不能有教的棍台均匀即出现“白点”。但是这种白点对制品的外观不会产生影响它只是在制品中存在的亚镦现形态；另外这种现象可以通过提高螺杆剪切力，选择不同熔体指数的树脂而避免。由颤抖没有分散开而引起的“黑点”两组中都
7、少这说明两种蜡对颜辩的分散能力是样的 图为再种超低分子量蜡对颜料分孜状况的相差显徽镜照片。 圈中，几种超低分子最蜡没有出现颜料的大量团聚体和册的分散效果差别不大，只是没有分散开的树腊产生的“白点”比较明显可以看到这几种蜡对颜料分数的整体效果还是不错的，其中（），（），（）、（）、（）对颜料的分散和同很接近 （） （） 图几种超低分子量蜡咀及对自颜料的分散的相差照片 ）（），【） （）一（）：（）一：（）一（：）静电对遣盖力髟响 对白母粒来说连盖力是其重要的性能指标颜辩的分敲水平是影响建盖力的主要因素用不屈含量、不同种类的蜡作为升敬剂制成母粒然后吹膜。测定薄膜的遗射率换葬成标准膜厚 （）的光密度
8、值（以下称光彦值）。用光峦值可以衰征遮盖力的大小也从另一十角度反应丁蜡对颜料的丹散状况。颜料分散越均匀，粒子越细，、，光密值越大，反之越小。图为各种不同聚乙烯蜡及其不同古量对白颜料遮盖力的髟响曲线 由圉可以看出除咀外的各种低分子蜡都使鳜辩的遗盖力提高了左右，但蜡古量和茸盖力之间并投有特定的比例关系而是一种复杂的折线变化蜡的最佳古量只有通过实验确定 的对遮盖力彭响穗优于其它超低分子量蜡但是总体上最佳连盖力差别不大在音量较低时稍有差别但随着蜡含量的增加，各种蜡之问的差别在拉近以后基本上达到了同一效果。古量以下时。由于其它蜡的升子量较低对颜料颗粒的有效润湿下降故建盖力辅低可以看到蜡音量多为或比较合适
9、最大光密值都在左右，除在其低古量以外其它都对颤料的有鼓分被趋了积极作用。其中在音量舯埘光密值达”这和化大盹【的最好效果几乎一样，这说明其比较适台作为色母粒用分戢剂 四 ；嚣精确】 一峨一托可 圈不同类型蜡的不同含量对避盖力的影响对样板白度的影响 白度是表征白母粒质量的一个重要指标。用不同蜡作分散剂制成白母粒然后制成样板，用铡色色差计测量其白度（以坦伯白度为准）、明度（）、黄度（）等值如果分散剂对颜料分散的均匀且分散剂本身较白，则相应的母粒白度应该高，反之则低留为两种蜡对母粒白度髟响比较。可以看出不同含量的和【】对白度（）的影响随着培古量的增加对白度的影响很小，反而略有提高，而含量在时对白度影响
10、不显著但总体呈下降趋势，含量为时出现了一个最低点这说明就向度而言一优于 ） 。 口量（） 圈不同蜡含量的对白度的影响 图几种蜡对白母粒白度的影响论文叠鱼一 图为各种不同蝤及其不同含量对白度的影响。可以看到蜡的加入使母粒白度有了一定程度的提高。含蝴删白度值是其中最好的比空白样提高了。其它蜡也使白度得到了不同程度的提高，这说明分子量更低的分散剂蜡的加入，不会影响到白母粒的自度而使白度有一定程度的 可以看到分散剂可以在一定程度上提高母粒白度，可是提高的幅度并不大，最多为左右，这说明母粒白度主要还是由颜料本身的属性所控制。低分子蜡在混炼的时会润湿颜料表面，也就是说顿料最终的粒子被一层分散剂蜡所包围，同
11、时蜡使颜料粒子细化、均一化且使其尺寸稳定化。颜料粒子的减小和均一，使其对光有了更强的反射和散射尤其颜料粒子的减小使散射光增加对母粒流变性能的影响 聚乙烯蜡的加入不仅可以帮助颜料有效的分散还可以提高颜料与树脂的相容性改善母粒的流动性。图是用不同超低分子量蜡作分散剂，按照母粒的配方由布拉本德流变仪测得的流变曲线。由图可以看出添加分散剂蜡后最大转矩和平衡转矩得到大幅度下降且分子量更低的超低分子量蜡是转矩下降的更多。这有利于颜料更迅速而均匀的分散在母粒和被着色基体树脂中 重竣鬈 时阅（） 一一 含纯；含埘；扣一 【】一不含分散荆 没有标注的含超低分子量蜡 图分散剂对母粒的流变性能影响 图应力一应变曲线
12、对材料力学性能的影响 色母粒在整个制品中含量比较低就分散剂来说，其含量更低一般为百分之零点几所以色母粒的加入一般不对体系的力学性能产生影响。但是选用超低分子量蜡后，是否会对体系的力学性能产生影响为了考察这一点选用蜡含量为的色母粒，添加到中（颜料浓度）混炼后压片、裁样，然后测其拉伸性能。图为纯和其添加各种以低分子蜡为分散剂的母粒后的应力应变曲线。 由图可以看到加入各种低分子蜡为分散剂的母粒后，材料的拉伸曲线基本上没有变化，且比纯稍高但是断裂伸长率略有下降，然而的断裂伸长率很高，稍降低断裂伸长率不会对材料使用产生影响。可以看到超低分子量蜡的加入对体系的力学性能没有影响或者影响不大有些还可以使体系的
13、某些力学性能得以提高和普通低分子蜡作用效果几乎一样结论 （）研究了种超低分子量蜡（分子量）在白母粒中的应用效果并与国内通用品质较 论文交流好的低分子蜡进行了比较。结果表明，种超低分子量蜡可用于白色母粒中，其母粒性能指标没有降低或降低很少，甚至有些性能指标还得到一定的提高。 （）用相差显微镜表征分散剂对颜料的分散能力。结果表明，各种低分子蜡对白颜料的分散性能没有明显的差别。但超低分子量蜡为分散剂的母粒，引起的“白点”稍多，即被着色基体树脂分散不是非常好，但是这些白点属于制品的亚微观结构，不影响制品的外观；此外，这可能与选择的基体树脂和加工工艺有关，可以通过改进加工工艺使“白点”减少。用遮盖力表征
14、，除以外，其它分散剂都使光密值比空白样增加了，而且基本接近相同含量的。 （）各种低分子蜡可明显的提高母粒的白度，而且种超低分子量蜡对白度的提高优于 （）使用超低分子量蜡使母粒的加工流变性能更优良、熔体粘度更低。最大转矩和平衡转矩明显的比普通低分子蜡（如：）小，故就加工性能来说，试验所选种超低分子量蜡可使母粒获得良好的加工流动性。母粒的熔体指数也比普通低分子蜡作分散剂的母粒的高，使母粒和颜料更迅速而均匀的分散在被着色的基体树脂中 （）试验的种超低分子量蜡没有造成被着色材料力学性能的下降，而且使拉伸强度、拉伸弹性模量得到提高，只是断裂伸长率略有下降。但对整个材料体系不会造成很大影响。 （）就分散剂用量而言，种超低分子量蜡多为或为佳，和用量差不多。参考文献： 【】郭良玉，刘大煜，吴立峰聚乙烯蜡在色母粒中的应用探讨塑料，（）：【】赵秀英等低相对分子质量聚乙烯蜡的应用性能探讨中国塑料，（）：【】吴立峰塑料着色和色母粒实用手册，第一版北京：化工工业出版社， （年全国塑料着色与色母粒学术交流会论文集，）
