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著色劑對機械力學性能的影響
  瀏覽次數：6951  發布時間：2015年10月20日 09:54:37
[導讀] 添加著色劑會使工程塑料材料機械性能具有一定程度的降低，在塑料零件設計時一般以降低5%作為設計依據。但根據一些研究報道，其機械性能的降低最高可達30%！


      添加著色劑會使工程塑料材料機械性能具有一定程度的降低，在塑料零件設計時一般以降低5%作為設計依據。但根據一些研究報道，其機械性能的降低最高可達30%！研究表明，對未填充任何礦物或玻纖的樹脂，其零件產生斷裂的原因與著色劑的分散程度有關。

分散不良的著色劑起作應力集中器的作用，使強度降低。尤其是未分散的顏料結塊處于注塑零件薄壁或高應力區時，就可能使零件斷裂。

從供應商采購來的著色劑，許多并非母粒形式，而是干粉狀，它是由多個原始顆粒融在一起形成的結塊。無機顏料如二氧化鈦或銅鉻黑的原始粒子尺寸為0.2～2.5μm，由它們形成的結塊尺寸可達上百微米。著色劑的分散一般采用兩步工藝來完成。第一步是把粉狀著色劑與樹脂在高強度的攪拌機中混合，以減小結塊尺寸。然后采用單或雙螺桿擠出機或其它機械進行配混，使顏料均勻分散。如果零件的應變要求低于有色材料的最大應變，則不會發生因材料原因產生的斷裂。但如果因壁厚減小或因鎖緊片等結構使局部應變要求超過有色材料的能力，則有可能產生斷裂。 顏料的分散程度與顏色有關，而這本質上是與所用顏料屬性有關的。無機顏料較有機顏料來說容易分散，結塊較少，具有較高的斷裂時的應變值，典型顏色有白色、灰白色、淺灰、青色等。這就是深色工程塑料注塑成零件后易產生斷裂的原因之一。如果客戶堅持要求采用深色零件，那末，為了盡可能減小顏料對斷裂時應變的影響 則必須改進混合和配混工藝，優化工藝參數，使顏料盡可能地均勻分散。
 

事實表明，經過工藝優化的深色工程塑料，其斷裂時的應變可以與基體樹脂相近。對玻璃增強型工程塑料而言，著色劑的影響與未填充的基體樹脂不同。在玻璃增強型塑料中，顏料的分散和結塊通常不是問題。引起注塑零件斷裂的原因有兩個：一是著色劑阻礙了玻璃與樹脂的結合;二是著色劑磨損了玻纖，使纖維長度減小，降低了強度。解決的辦法只能是重新修改配方，選擇那些不影響機械性能的著色劑。