Ознайомлення з дисперсністю пігментів
Пігменти - це нерозчинні частинки, які виробляються та створюються для надання кольорів матеріалам. Також відомі як барвники, вони в основному поділяються на два типи – органічні та неорганічні.
Пігменти повинні бути належним чином зволожені, деагломеровані або дисперговані, рівномірно розподілені та стабілізовані для досягнення належної інтенсивності кольору, покривної здатності та блиску. Для стабілізації потрібен час і енергіядисперсія пігменту.
Уже дисперговані барвники потребують повернення до початкового агломерованого стану. Ця сильна потреба робить важливим вибір належного змочувача та диспергуючого агента для отримання стабільної формули.
Зволожуючі добавки або поверхнево-активні речовини, зазвичай відомі як амфіфільні хімічні речовини, мають низьку молекулярну масу, тоді як диспергуючі добавки або олігомери стабілізують барвники. Така стабілізація дозволяє уникнути повторної агломерації.
Як диспергувати та стабілізувати пігменти в три етапи
змочування
Щоб пігмент змочився належним чином, ви повинні замінити поверхню повітря/тверда речовина на межу рідина/тверда речовина. Змочування буде ефективнішим, якщо в системі буде менше повітря. Отже, ви розумієте, що вся справа в поверхневому натягу. Поверхневий натяг має бути нижчим, щоб рідина змочувала тверде тіло.
Таким чином, рідини з нижчим поверхневим натягом є більш ефективними для змочування, тому змочувальні добавки є такими життєво важливими для розробника рецептури. Зволожуючі добавки зменшують поверхневий натяг, таким чином прилипаючи до поверхні та покриваючи пігмент, утворюючи рідинну поверхню.
Зазвичай системи на основі розчинників більше змочують барвник завдяки меншому поверхневому натягу розчинників у порівнянні з водою з вищим поверхневим натягом. Dhanveen Pigments, один з найбільших виробниківпігмент зелений 7дає найкращий диспергатор.
Деагломерація
У фазі деагломерації процесу диспергування агломерати пігменту поділяються на первинні частинки та більш дрібні агрегати. Чим менший поверхневий натяг транспортного засобу, в який інтегровано барвник, тим менше енергії буде потрібно для диспергування пігменту. Фаза деагломерації досягається за допомогою механічної енергії, що розвивається через високошвидкісні диспергатори та інше подрібнювальне обладнання.
Вал високошвидкісного змішувача, оснащеного лезом Cowles, ефективно розсіює барвник. Леза Cowles з лезами високого зсуву чудово підходять для диспергування пігментів. Інші різновиди лопатей, такі як комбіновані лопаті або лопаті з високими лопатями, також можна використовувати залежно від в’язкості дисперсії. Крім того, це залежить від необхідності змішування або переміщення сировини під час обробки.
Щоб досягти хорошого ламінарного потоку та підвищити ефективність диспергування, пропонується, щоб діаметр лопаті становив 1/3 діаметра бака. Крім того, діаметр леза має бути 0.5 до 1.0 діаметра від дна резервуара. Загальноприйнято вважати, що кінцева швидкість для системи між в’язкістю 70-100 одиниці Кребса має становити близько 4000-6000 футів на хвилину. Щоб визначити швидкість наконечника, можна використати рівняння – оберти вала x 0.262 x діаметр леза. Пігменти з твердою текстурою можна тонко диспергувати за допомогою медіальної млини. Він створює значно більше зсуву, наприклад, вертикальні, горизонтальні та кошикові млини. Якщо ви хочете диспергувати барвник до нанорівня, пропонується використовувати шліфувальний матеріал 0.3-0.5.
Стабілізація
Пігмент, який зараз деагломерований, потрібно стабілізувати, щоб запобігти його повторній агломерації. У процесі стабілізації додаються диспергатори, які поглинаються частинками пігменту та утримують їх від’єднання. Переважно це такдисперсія пігментів у пластмасахвідбувається, має місце, проходить.
Пігменти в суспензії можна стабілізувати електростатично або стерично.
Електростатичні диспергатори
Електростатичні диспергатори мають іонний заряд. Взаємодія з поверхнею барвника сприяє створенню поверхонь з однаковим зарядом, як правило, катіонних. Однакові заряди на поверхні частинок відштовхуються, утримуючи пігмент у стабільній суспензії. Однак додавання іонного матеріалу та зміни рівня рН можуть знизити стабільність частинок, зважених електростатичними диспергаторами.
Стеричні диспергатори
Вони складаються з молекул, що складаються з фіксуючої головної групи, яка притягується до частинок пігменту, і хвостів до рідкої фази дисперсії. Стерична стабілізація неймовірно стабільна в широкому діапазоні pH і при високих концентраціях солі.
Змочувачі та диспергатори пігментів: чому вони важливі?
У більшості випадків найдорожчим інгредієнтом фарб, чорнила або складу покриття є пігменти. Оптимізація змочування та дисперсії пігменту в складі важлива для забезпечення оптимального зовнішнього вигляду та фізичних властивостей. Коли ви вибираєте правильний диспергатор і змочувальний агент для рецептури, ви отримуєте високоякісні чорнила, покриття та фарби з мінімальними витратами на виробництво.
Коли пігменти сухі, вони мають форму великих агломератів у широкому діапазоні розмірів. Диспергуючи їх у рідкому середовищі, енергія надається агломератам, щоб зменшити їх розмір до агрегатів і зменшити діапазон розмірів агрегатів. Це допомагає різними способами, наприклад –
У гомогенній суспензії дисперсія забезпечує стабільність частинок.
Він перешкоджає осіданню частинок у рідкому середовищі.
Це підвищує ефективність кольорів.
Це допомагає створювати відтворювані та передбачувані кольори.
Пігменти відіграють важливу роль у створенні та тонуванні пластмас і покриттів, а також відіграють важливу роль у їхніх характеристиках; тому важливо знати метод їх дисперсії.