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黑色母粒在塑料制品中的應(yīng)用（Q&A）
????????1.黑色母粒是由哪些材料組成的？
????????組成黑色母粒的材料有：
????????A.碳黑;B.碳黑載體;C.碳黑潤濕劑;D.碳黑分散劑;E.其他加工助劑。
????????2.請(qǐng)介紹一下黑色母粒用碳黑。
????????按照國際分類，我國有三十多個(gè)品種，主要分為橡膠用和非橡膠用兩大類。
????????在橡膠用碳黑中主要是耐磨碳黑，能有效地提高橡膠輪胎的耐磨性;在非橡膠用碳黑中，真正能作為黑色母粒得碳黑只有幾種。
????????以槽法碳黑在塑料中應(yīng)用最為廣泛，這主要由于其來源豐富，純度高，粒徑小。這其中，又分為高色素碳黑(粒徑9-17mm)，中色素碳黑(粒徑18-25mm)和低色素碳黑(粒徑26-37mm)。
????????由于碳黑品種不同，價(jià)格差異很大。碳黑粒子由于其本身具有多活潑性，很少以原生粒子存在，幾乎都以一定范圍粒徑得團(tuán)聚粒子存在。
????????3.碳黑載體是怎么回事？
????????載體就是承載碳黑的物質(zhì)。一般塑料制品使用什么原料，載體就使用什么原料。這樣制造的黑色母粒與塑料原料相容性較好。
????????如：PS(聚苯乙烯)塑料制品，其使用的黑色母粒載體就是PS。對(duì)于聚乙烯塑料制品，載體就是聚乙烯。但是，一般選用LDPE(高壓聚乙烯)，因?yàn)長DPE承載碳黑能力最強(qiáng)，且加工性能好。
????????而其他聚乙烯HDPE和LLDPE只能制造低濃度黑色母粒。對(duì)于PP(聚丙烯)塑料制品，只能使用PP和LDPE為載體的黑色母粒，但不能使用HDPE和LLDPE及其他塑料為載體的黑色母粒。當(dāng)然也有用回收料做載體的黑色母粒。
????????4.為什么碳黑需要潤濕劑？
????????碳黑比重約2g/cm，由于碳黑粒徑很小，表現(xiàn)密度就很小，顯得蓬松，似乎很輕。要順利加工，就必須先將碳黑潤濕。潤濕劑的選擇非常關(guān)鍵。
????????為降低成本，大量使用白油或石蠟之類的產(chǎn)品的企業(yè)不在少數(shù)，將會(huì)嚴(yán)重影響所加工制品的強(qiáng)度。
????????5.碳黑母料使用的分散劑有哪些？
????????分有機(jī)分散劑和無機(jī)分散劑兩類。高檔黑色母料使用有機(jī)分散劑，主要用于使用環(huán)境要求較高的塑料制品，如滴灌產(chǎn)品。
????????低檔黑色母粒使用無機(jī)分散劑，常用有碳酸鈣。可以從母粒包裝判斷，25公斤只有半袋的肯定是使用無機(jī)分散劑;滿袋的是使用有機(jī)分散劑的黑色母粒。使用無機(jī)分散劑可以大大降低黑色母粒成本，但很致命的是碳酸鈣具有加速塑料制品老化的作用。
????????6.黑色母粒也需要加工助劑嗎？
????????當(dāng)然需要。順利的加工過程需要正確選擇抗氧劑、內(nèi)潤滑劑、外潤滑劑、改性劑和抗靜電劑。
????????7.黑色母粒有哪些加工方法？
????????有三種：?jiǎn)温輻U法，雙螺桿法和密戀法。
????????單螺桿法：使用拌料機(jī)將物料混合后，由單螺桿擠出機(jī)拉條造粒，一般碳黑濃度在18-20%，工藝落后，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件差，屬被淘汰工藝，不排除一些剛起步小廠仍使用此法加工。
????????雙螺桿法：使用拌料機(jī)將物料混合后，由雙螺桿擠出機(jī)拉條或水環(huán)造粒，由于雙螺桿機(jī)本身混煉能力有限，母粒一般碳黑濃度在25-32%。
????????密煉法：使用拌料機(jī)將物料混合后，加入密煉機(jī)捏合后，再由喂料機(jī)喂入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)水環(huán)或水下切粒，母料一般碳黑濃度在40-45%。
????????8.加工方法對(duì)母粒性能有影響嗎？
????????是的。顯然，密煉法提高了載體對(duì)碳黑的承載能力，同時(shí)碳黑能更均勻地進(jìn)入載體。
????????發(fā)揮密煉機(jī)機(jī)械捏合優(yōu)勢(shì)，破碎團(tuán)聚粒子，使碳黑粒子團(tuán)聚粒度大大降低，母粒中碳黑粒徑及其分布均勻，是其他兩種方法不能替代的。
????????9.黑色母粒在哪些方面具有突出表現(xiàn)？
????????在塑料制品染色方面，黑色母粒只需0.6%-0.8%，就會(huì)奇黑無比，再多加也不會(huì)更黑了。
????????據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在新疆地區(qū)戶外使用的制品，如需要依靠黑色母粒防老化，只要使用優(yōu)質(zhì)黑色母粒(而不是回料做載體，白油潤濕，碳酸鈣分散等等的那種)，碳黑在制品中含量達(dá)到2-2.5%，即：每100公斤原料中，有5-6份(重量)含碳黑40%的母粒，所起到的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何防老化產(chǎn)品，產(chǎn)品壽命可以達(dá)到10年以上。
????????這就是為什么滴灌產(chǎn)品，輸水產(chǎn)品，通信電纜產(chǎn)品都是黑色的。另外，碳黑對(duì)制品強(qiáng)度增加，導(dǎo)電性增強(qiáng)等方面都有特殊貢獻(xiàn)。
????????10.實(shí)際生產(chǎn)中黑色母料的份數(shù)有什么要求？
????????實(shí)際生產(chǎn)中一般使用2份左右黑色母粒，再添加防老化助劑，利用防老化和碳黑的協(xié)同作用防老化，來降低產(chǎn)品成本。
????????另外，在戶外使用時(shí)間長短，產(chǎn)品壽命的要求，也決定黑色母粒使用量適當(dāng)降低，前提是碳黑在產(chǎn)品中必須形成連續(xù)相，即有碳黑“膜”保護(hù)塑料。
????????如加入黑色母粒太少，碳黑相(即小片濃度高的部分)在制品中不連續(xù)，在相與相的分界處，塑料分子最脆弱，受紫外光直接打擊，加速氧老化反應(yīng)，此時(shí)碳黑在制品中如同雜質(zhì)，還不如不加。
????????相與相的分界處小于280mm時(shí)，可以躲避紫外光打擊，制品是安全的。
????????11.怎樣從黑色母粒外觀判斷其質(zhì)量？
????????質(zhì)量好的黑色母粒光澤及軟硬適度。過油過亮，說明油放得太多，光澤黯淡說明載體是回料或碳酸鈣過量。
????????質(zhì)量好的黑色母粒用牙咬，柔中帶脆。太軟說明有機(jī)分散劑過多，軟而松散說明碳黑濃度低含碳酸鈣較多，過脆說明碳黑含量過高，或載體是回料。
????????12.使用黑色母料后制品表面有小麻面是怎么回事？
????????如果麻面是突起的小尖，說明制品加工設(shè)備分散母料能力有限，不能將母料中碳黑團(tuán)聚顆粒剪切均勻，應(yīng)使用濃度較低的黑色母粒;或者母粒有過多的碳酸鈣和過多的白油，被單螺桿及雙螺桿機(jī)，在高壓下擠出，形成小僵塊，無法分散。如果麻面是凹下的，是母料中小分子物質(zhì)揮發(fā)造成，說明白油多了。
????????13.含碳酸鈣的黑色母料能否使用？
????????要綜合來看。首先，黑色母料中如果碳酸鈣細(xì)度1000目，含量在10%以內(nèi)，對(duì)于無戶外暴露使用要求的制品，是不錯(cuò)的選擇，價(jià)格低。產(chǎn)品外觀光澤好，加工中碳黑分散均勻，黑度不受影響，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度影響較小。
????????如果碳酸鈣細(xì)度低于1000目，可能出現(xiàn)光澤黯淡，表面粗糙，制品強(qiáng)度下降。如果1000目的碳酸鈣用量超過10%，制品表面無光發(fā)灰白，黑度不夠，制品強(qiáng)度下降。
????????其次，在任何有防老化要求的戶外使用的制品中，含有碳酸鈣都是不好的，視產(chǎn)品使用壽命選擇是否使用。最后，使用這類黑色母粒，需要舍得使用高剪切能力的設(shè)備。
????????14.選擇碳黑含量高的黑色母粒降低成本嗎？
????????碳黑含量較高，意味著分散越困難，對(duì)設(shè)備剪切能力的要求也提高，需要配大長徑比、帶混煉段、耐磨蝕的螺桿，這要視設(shè)備情況而定。
????????對(duì)混煉效果好的設(shè)備，使用碳黑濃度高的母粒，相應(yīng)加入量少，當(dāng)然省錢。對(duì)于混煉能力有限的設(shè)備，使用碳黑濃度高的母粒，分散不均，麻點(diǎn)突出，造成廢品率較高，得不償失。
????????也許使用碳黑含量40%的母粒時(shí)生產(chǎn)不正常，改用35%后，效果卻很好。
????????15.黑色母粒中添加防老化劑是怎么回事？
????????這與黑色母粒儲(chǔ)存及使用加工有關(guān)。我國生產(chǎn)的塑料用碳黑，無論高色素、中色素還是低色素，都存在含氧元素較高的問題。
????????據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，達(dá)3-8%。這直接影響到母粒加工和儲(chǔ)存過程中，載體的氧化老化，這種老化一旦發(fā)生，將直接導(dǎo)致未來使用該母料的產(chǎn)品，提前老化，氧化誘導(dǎo)期試驗(yàn)充分證明這一點(diǎn)。
????????為避免和減輕這種現(xiàn)象，采取添加適量的防老化劑，是保證黑色母料質(zhì)量的最佳選擇。
????????16.如使用橡膠用耐磨碳黑制造的黑色母粒，有什么不妥？
????????這種母粒，耐磨是第一位的，有一定的抗老化作用，染色能力較差，價(jià)格非常便宜。最主要的是你的設(shè)備要足夠耐磨。
????????17.如何分辨橡膠用耐磨碳黑制造的黑色母料？
????????從包裝上看，只有半袋，很黑很重，價(jià)格也很低。
????????加入設(shè)備后，立即出現(xiàn)電流加大，扭矩加大，提高塑料加工溫度流動(dòng)性仍然較差，制品著色難，十有八九是它。
