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著色劑對機械力學(xué)性能的影響

瀏覽次數(shù)：6896 發(fā)布時間：2015年10月20日 09:54:37

[導(dǎo)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(shè)計時一般以降低5%作為設(shè)計依據(jù)。但根據(jù)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(shè)計時一般以降低5%作為設(shè)計依據(jù)。但根據(jù)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(chǎn)生斷裂的原因與著色劑的分散程度有關(guān)。

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

從供應(yīng)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(jié)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(jié)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(jié)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(yīng)變要求低于有色材料的最大應(yīng)變，則不會發(fā)生因材料原因產(chǎn)生的斷裂。但如果因壁厚減小或因鎖緊片等結(jié)構(gòu)使局部應(yīng)變要求超過有色材料的能力，則有可能產(chǎn)生斷裂。顏料的分散程度與顏色有關(guān)，而這本質(zhì)上是與所用顏料屬性有關(guān)的。無機顏料較有機顏料來說容易分散，結(jié)塊較少，具有較高的斷裂時的應(yīng)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(chǎn)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(yīng)變的影響則必須改進混合和配混工藝，優(yōu)化工藝參數(shù)，使顏料盡可能地均勻分散。

事實表明，經(jīng)過工藝優(yōu)化的深色工程塑料，其斷裂時的應(yīng)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(jié)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(jié)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。

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