Sissejuhatus pigmentide hajutatavusse
Pigmendid on lahustumatud osakesed, mida toodetakse ja luuakse materjalidele värvi andmiseks. Tuntud ka kui värvained, jagunevad need enamasti kahte tüüpi – orgaanilised ja anorgaanilised.
Pigmendid peavad olema korralikult niisutatud, deaglomereeritud või hajutatud, ühtlaselt jaotunud ja stabiliseeritud, et saavutada õige värviintensiivsus, peitmisjõud ja läige. Selle stabiliseerimiseks kulub aega ja energiatpigmendi dispersioon.
Juba hajutatud värvainetel on tugev vajadus naasta algsesse aglomeeritud olekusse. See suur vajadus muudab stabiilse koostise saamiseks oluliseks sobiva märgava ja dispergeeriva aine valimise.
Niisutavatel lisaainetel või pindaktiivsetel ainetel, mida tavaliselt tuntakse amfifiilsete keemiatena, on madal molekulmass, samas kui dispergeerivad lisandid või oligomeerid stabiliseerivad värvaineid. See stabiliseerimine väldib uuesti aglomeratsiooni.
Kuidas pigmente hajutada ja stabiliseerida kolmes etapis
Niisutamine
Pigmendi õigeks märgumiseks peate õhu/tahke liidese vahetama vedela/tahke vastu. Niisutamine on tõhusam, kui süsteemis on vähem õhku. Seega saate aru, et kõik on seotud pindpinevusega. Pindpinevus peab olema väiksem, et vedelik saaks tahke aine märjaks.
Seega on väiksema pindpinevusega vedelikud märgavad tõhusamalt, mistõttu on niisutavad lisandid koostise koostajale nii elutähtsad. Niisutavad lisandid vähendavad pindpinevust, kleepuvad seega pinnale ja katavad pigmendi, et tekitada vedel liides.
Tavaliselt niisutavad lahustipõhised süsteemid värvainet rohkem tänu lahustite väiksemale pindpinevusele, võrreldes suurema pindpinevusega veega. Dhanveen Pigments, üks suurimaid tootjaidpigment roheline 7, annab parima dispergeeriva aine.
Deaglomeratsioon
Dispersiooniprotsessi deaglomeratsioonifaasis jagunevad pigmendi aglomeraadid primaarseteks osakesteks ja väiksemateks agregaatideks. Mida väiksem on sõiduki pindpinevus, millesse värvaine integreeritakse, seda vähem kulub pigmendi hajutamiseks energiat. Deaglomeratsioonifaas saavutatakse kiirete dispergeerijate ja muude jahvatusseadmete abil arendatud mehaanilise energia abil.
Cowlesi teraga varustatud kiirsegisti võll hajutab tõhusalt värvainet. Suure nihkejõuga lõiketerad sobivad suurepäraselt pigmentide hajutamiseks. Olenevalt dispersiooni viskoossusest võib kasutada ka teisi lõiketerasid, nagu kombineeritud laba või kõrge labaga laba. Samuti oleneb see vajadusest toorainet töötlemise ajal segada või teisaldada.
Hea laminaarse voolu saavutamiseks ja dispersiooni efektiivsuse suurendamiseks on soovitatav, et laba läbimõõt oleks 1/3 paagi läbimõõdust. Samuti peaks tera olema paagi põhjast 0,5 kuni 1.0 läbimõõduga. Üldiselt soovitatakse, et 70-100 Krebsi ühiku viskoossuse vahelise süsteemi tipu kiirus peaks olema umbes 4000-6000 fpm. Otsa kiiruse määramiseks võite kasutada võrrandit – võlli pöörete arv x 0,262 x tera läbimõõt. Kõva tekstuuriga pigmente saab meediumiveski abil peeneks hajutada. See tekitab tunduvalt rohkem nihkejõudu, näiteks vertikaalsed, horisontaalsed ja korvveskid. Kui soovite värvainet nanotasemeni hajutada, on soovitatav kasutada 0.3-0.5 jahvatusainet.
Stabiliseerimine
Pigment, mis on nüüd deaglomereeritud, tuleb stabiliseerida, et vältida selle uuesti aglomeratsiooni. Stabiliseerimisprotsessis lisatakse dispergeerivaid aineid, mis imavad pigmendiosakesi ja hoiavad need eemal. Enamasti on see, kuidaspigmentide hajutamine plastidesleiab aset.
Suspensioonis olevaid pigmente saab stabiliseerida kas - elektrostaatiliselt või steeriliselt.
Elektrostaatilised dispergandid
Elektrostaatilistel dispergeerivatel ainetel on ioonlaeng. Koostoime värvaine pinnaga aitab luua sarnase laenguga pindu, tavaliselt katioonseid. Osakeste pinnal olevad sarnased laengud tõrjuvad üksteist, hoides seeläbi pigmendi stabiilses suspensioonis. Ioonse materjali lisamine ja pH taseme muutmine võib aga vähendada elektrostaatiliste dispergeerivate ainetega suspendeeritud osakeste stabiilsust.
Steerilised dispergandid
Need on valmistatud molekulidest, mis koosnevad ankurduspearühmast, mis tõmbab pigmendiosakesi ja sabasid dispersiooni vedelfaasi suunas. Steeriline stabiliseerimine on uskumatult stabiilne laias pH vahemikus ja kõrge soolakontsentratsiooni korral.
Pigmenti niisutavad ained ja dispergandid: miks need on olulised?
Enamikul juhtudel on värvide, tindi või katte koostise kõige kallim koostisosa pigmendid. Pigmendi niisutamise ja dispersiooni optimeerimine koostises on oluline optimaalse välimuse ja füüsikaliste omaduste tagamiseks. Kui valite koostise jaoks õige dispergeeriva ja märgava aine, toodab see kvaliteetseid tinte, katteid ja värve, samas kui tootmiskulud on minimaalsed.
Kui pigmendid on kuivad, on need laias suuruses suurte aglomeraatide kujul. Dispergeerides need vedelas keskkonnas, antakse aglomeraatidele energiat, et vähendada nende suurust agregaatideks ja agregaatide suuruste vahemikku. See aitab mitmel viisil, näiteks
Homogeenses suspensioonis tagab dispersioon osakestele stabiilsuse.
See takistab osakeste settimist vedelas keskkonnas.
See suurendab värvide tõhusust.
See aitab luua reprodutseeritavaid ja ennustatavaid värve.
Pigmendid mängivad suurt rolli plastide ja katete koostises ja toonimises ning mängivad olulist rolli nende toimimises; seetõttu on oluline teada nende hajutamise meetodit.