著色劑(有機顏料/染料)在塑料中的分散

     帶有各種顏色的塑料制品，是顏料顆粒在塑料中均勻分散所致，其中的關鍵是顏料顆粒充分細化并在塑料中均勻地分布(混合)。細化分散是將顏料的凝聚體或團聚體破碎，使其顆粒至最小，而關鍵在于均勻分散，分散的效果對著色塑料的色澤、透明度、光澤、加工性強度、伸長率、耐老化性、電阻率等均勻有影響。
     一般說來，顏料分散的粒徑小1μm可用于纖維或超薄薄膜，小于5μm滿足一般制品要求，10-30μm制品表面無光澤，大于10μm制品表面產(chǎn)生斑點、條痕，粒徑大于10μm隨粒徑增加沖擊力降低，粒徑大于20μm隨粒徑增大伸長下降。粒徑愈細著色力愈強，但在某一尺寸著色力有極限值。用浮染法與色母粒法對HDPE漁網(wǎng)著墨綠色，前者顏料量為0.056%，后者僅0.046%，原因在于后者顏料顆粒細而分散好，著色力高，同時粒徑變小使表面積增大，導致遮蓋力增加。
     商品顏料是不能用于塑料著色的，因為顏料顆粒狀態(tài)有原生顆粒、凝聚體、團聚體三種，而一般商品顏料顆粒是比團聚體還大的粒子(約75-250μm)，故必須進行分散處理，所謂顏料的分散化就是將團聚體粉碎細化的過程。
     顏料的分散，首先是用潤濕劑潤濕顏料，包覆在顏料表面，使顏料間的凝聚力減少，降低破碎顏料團聚體所需的能量，其次是顏料的粉碎細化，依靠顏料顆粒之間的自由運動（沖擊應力）和顏料團聚體通過周圍介質(zhì)的剪切應力來將團聚體顆粒破碎。顏料經(jīng)分散細化后，粒徑減少，表面積增大，顏料表面自由能也增加造成了細化了顏料不穩(wěn)定性，所以在顏料表面要進一步的包覆處理，降低新形成的界面表面能，防止再凝聚，然后是顏料在熔體中混合分散，即將潤濕和粉碎的顏料均勻地分散分布到需要著色的塑料中。
     1、顏料的細化方法。
     顏料的細化方法有三種：三混法、液體剪切法、熔體剪切法。實際生產(chǎn)中往往將幾種方法聯(lián)合使用來充分發(fā)揮各種方法的長處。
     干混法：將顏料和粉狀或顆粒狀樹脂通過干混，使顆粒之間的沖擊力使顏料細化。干混采用高速攪拌機使顏料團聚體破碎至粒徑為100μm左右，然后再經(jīng)雙螺桿的剪切進而細化至1μm左右。干混以粉狀樹脂為宜，還需加入少量白油、松節(jié)油、磷酸酯類用于潤濕顏料，有利于細化完成。
     液體剪切法系通過液體介質(zhì)傳遞剪切力而使顏料的團聚體破碎的方法，這里的液體是指增塑劑、水和聚合物溶液等。其工作原理是：一般研磨設備的間隙皆在76μm左右。遠大于團聚體20-30μm，只有加入液體介質(zhì)傳遞剪切力，才能使團聚破碎，常用的研磨設備是三輥研磨機和砂磨機，前者研磨細度可達10-20μm，后者細度可小于1μm，適用于細旦纖維和超薄薄膜。
     熔體剪切法是顏料團聚體和熔融狀樹脂通過剪切區(qū)時，剪切力通過熔融樹脂使顏料的團聚體破碎。常用設備在二輥開煉機、密煉機、螺桿擠出機、高速砂磨機、高速盤葉輪砂磨機氣流粉碎磨、動力分散磨等。
     2、顏料的混合分散
     塑料著色時分散過程分兩步，首先在預混機里將一定量的塑料和相應處理過的顏料粉末互相混合而制得預混料，然后在塑料加工設備上對預混料進行最后分散。在制備色母粒時，在塑料加工設備上對預混料的最后分散是在單螺桿和雙螺桿塑料造粒機上進行造粒，而制得高濃度色母粒。選用何種預混設備，要看其顏料細化后的狀態(tài)是粉末狀，膏（糊）狀，還是液體狀，再確定用高速攪拌機、二輥塑煉機、捏合機等。