Εισαγωγή στη διασπορά των χρωστικών
Οι χρωστικές είναι αδιάλυτα σωματίδια που παράγονται και δημιουργούνται για να προσδώσουν χρώματα στα υλικά. Γνωστές και ως χρωστικές, χωρίζονται κυρίως σε δύο τύπους - οργανικές και ανόργανες.
Οι χρωστικές πρέπει να διαβρέχονται σωστά, να αποσυσσωματώνονται ή να διασπείρονται, να κατανέμονται ομοιόμορφα και να σταθεροποιούνται ώστε να επιτυγχάνεται η κατάλληλη ένταση χρώματος, η ισχύς της κάλυψης και η γυαλάδα. Απαιτεί χρόνο και ενέργεια για να σταθεροποιηθείδιασπορά χρωστικής.
Οι χρωστικές που έχουν ήδη διασκορπιστεί έχουν έντονη ανάγκη να επιστρέψουν στην αρχική τους συσσωματωμένη κατάσταση. Αυτή η έντονη ανάγκη καθιστά σημαντική την επιλογή ενός κατάλληλου παράγοντα διαβροχής και διασποράς για να ληφθεί μια σταθερή φόρμουλα.
Τα πρόσθετα διαβροχής ή τα επιφανειοδραστικά, συνήθως γνωστά ως αμφιφιλικές χημικές ουσίες, έχουν χαμηλό μοριακό βάρος ενώ τα πρόσθετα διασποράς ή τα ολιγομερή σταθεροποιούν τις χρωστικές. Αυτή η σταθεροποίηση αποφεύγει την επανασυσσωμάτωση.
Πώς να διασκορπίσετε και να σταθεροποιήσετε τις χρωστικές σε τρία βήματα
Υγρανση
Για να βραχεί σωστά μια χρωστική ουσία, πρέπει να αντικαταστήσετε τη διεπαφή αέρα/στερεού με υγρή/στερεή. Η διαβροχή θα είναι πιο αποτελεσματική εάν υπάρχει λιγότερος αέρας εγκλωβισμένος στο σύστημα. Καταλαβαίνετε λοιπόν ότι όλα είναι θέμα επιφανειακής τάσης. Η επιφανειακή τάση πρέπει να είναι χαμηλότερη για να διαβρέξει ένα υγρό ένα στερεό.
Έτσι, τα υγρά με χαμηλότερη επιφανειακή τάση είναι πιο αποτελεσματικά στη διαβροχή, γι' αυτό τα πρόσθετα διαβροχής είναι τόσο ζωτικής σημασίας για τον παρασκευαστή. Τα πρόσθετα διαβροχής μειώνουν την επιφανειακή τάση, κολλώντας έτσι στην επιφάνεια και επικαλύπτουν τη χρωστική ουσία για να δημιουργήσουν μια υγρή διεπαφή.
Συνήθως, τα συστήματα που βασίζονται σε διαλύτες διαβρέχουν περισσότερο μια χρωστική λόγω της χαμηλότερης επιφανειακής τάσης των διαλυτών σε σύγκριση με το νερό με υψηλότερη επιφανειακή τάση. Dhanveen Pigments, ένας από τους μεγαλύτερους κατασκευαστέςpigment green 7, δίνει το καλύτερο διασκορπιστικό.
Αποσυσσωμάτωση
Στη φάση της αποσυσσωμάτωσης της διαδικασίας διασποράς, τα συσσωματώματα χρωστικής διαιρούνται σε πρωτογενή σωματίδια και μικρότερα συσσωματώματα. Όσο μικρότερη είναι η επιφανειακή τάση του οχήματος στο οποίο ενσωματώνεται η χρωστική, τόσο λιγότερη ενέργεια θα απαιτείται για τη διασπορά της χρωστικής. Η φάση αποσυσσωμάτωσης επιτυγχάνεται με τη χρήση μηχανικής ενέργειας που αναπτύσσεται μέσω διασκορπιστών υψηλής ταχύτητας και άλλου εξοπλισμού λείανσης.
Ο άξονας ενός μίκτη υψηλής ταχύτητας εξοπλισμένου με λεπίδα Cowles διασκορπίζει αποτελεσματικά μια χρωστική. Οι λεπίδες Cowles με λεπίδες υψηλής διάτμησης είναι εξαιρετικές για τη διασπορά των χρωστικών. Άλλες ποικιλίες λεπίδων, όπως λεπίδα συνδυασμού ή λεπίδα με ψηλά πτερύγια, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ανάλογα με το ιξώδες της διασποράς. Επίσης, εξαρτάται από την ανάγκη ανάμειξης ή μετακίνησης των πρώτων υλών κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας.
Για να επιτευχθεί καλή στρωτή ροή και να ενισχυθεί η αποτελεσματικότητα της διασποράς, προτείνεται η διάμετρος της λεπίδας να είναι το 1/3 της διαμέτρου της δεξαμενής. Επίσης, η λεπίδα θα πρέπει να έχει διάμετρο 0.5 έως 1.0 από τον πυθμένα της δεξαμενής. Γενικά προτείνεται ότι η ταχύτητα αιχμής για ένα σύστημα μεταξύ του ιξώδους του 70-100 μονάδας Krebs θα πρέπει να είναι περίπου 4000-6000 fpm. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την εξίσωση – RPM άξονα x 0.262 x διάμετρος λεπίδας για να προσδιορίσετε την ταχύτητα του άκρου. Οι χρωστικές με σκληρή υφή μπορούν να διασκορπιστούν λεπτά χρησιμοποιώντας ένα μύλο μέσων. Δημιουργεί πολύ μεγαλύτερη διάτμηση, όπως κάθετους, οριζόντιους και καλαθόμυλους. Εάν θέλετε να διασκορπίσετε τη χρωστική σε ένα νανο επίπεδο, προτείνεται να χρησιμοποιήσετε 0.3-0.5 μέσα λείανσης.
Σταθεροποίηση
Η χρωστική ουσία που τώρα έχει αποσυσσωματωθεί πρέπει να σταθεροποιηθεί για να αποτραπεί η επανασυσσωμάτωση. Στη διαδικασία σταθεροποίησης, προστίθενται διασκορπιστικά που θα απορροφηθούν από τα σωματίδια της χρωστικής και θα τα κρατήσουν αποσπασμένα. Κυρίως, έτσι είναι τοδιασπορά χρωστικών σε πλαστικάσυμβαίνει.
Οι χρωστικές σε εναιώρημα μπορούν να σταθεροποιηθούν είτε - ηλεκτροστατικά είτε στερικά.
Ηλεκτροστατικά Διασκορπιστικά
Τα ηλεκτροστατικά διασκορπιστικά έχουν ιοντικό φορτίο μέσα τους. Η αλληλεπίδραση με την επιφάνεια της χρωστικής βοηθά στη δημιουργία όμοιων φορτισμένων επιφανειών, τυπικά κατιονικών. Τα παρόμοια φορτία στην επιφάνεια των σωματιδίων απωθούν το ένα το άλλο, διατηρώντας έτσι τη χρωστική σε ένα σταθερό εναιώρημα. Ωστόσο, η προσθήκη ιοντικού υλικού και οι αλλαγές στο επίπεδο του pH μπορούν να μειώσουν τη σταθερότητα των σωματιδίων που αιωρούνται με ηλεκτροστατικά μέσα διασποράς.
Στερικά Διασκορπιστικά
Είναι κατασκευασμένα από μόρια που αποτελούνται από μια ομάδα κεφαλής αγκύρωσης που έλκεται από τα σωματίδια χρωστικής και τις ουρές προς την υγρή φάση της διασποράς. Η στερεοχημική σταθεροποίηση είναι απίστευτα σταθερή σε μεγάλο εύρος pH και σε υψηλές συγκεντρώσεις άλατος.
Παράγοντες διαβροχής και διασκορπιστικών χρωστικών: Γιατί είναι σημαντικοί;
Στις περισσότερες περιπτώσεις, το πιο ακριβό συστατικό σε χρώματα, μελάνι ή σύνθεση επίστρωσης είναι οι χρωστικές ουσίες. Η βελτιστοποίηση της διαβροχής και της διασποράς της χρωστικής στη σύνθεση είναι σημαντική για τη διασφάλιση βέλτιστων εμφανίσεων και φυσικών ιδιοτήτων. Όταν επιλέγετε το σωστό διασκορπιστικό και διαβρεκτικό για τη σύνθεση, παράγει υψηλής ποιότητας μελάνια, επιστρώσεις και χρώματα, ενώ το κόστος παραγωγής στο ελάχιστο.
Όταν οι χρωστικές είναι ξηρές, έχουν τη μορφή μεγάλων συσσωματωμάτων σε ένα ευρύ φάσμα μεγεθών. Με τη διασπορά τους σε ένα υγρό μέσο, δίνεται ενέργεια στα συσσωματώματα για να μειωθεί το μέγεθός τους σε συσσωματώματα και να μειωθεί το εύρος των μεγεθών των αδρανών. Αυτό βοηθά με διάφορους τρόπους, όπως -
Σε ένα ομοιογενές εναιώρημα, η διασπορά παρέχει σταθερότητα στα σωματίδια.
Σταματά την καθίζηση των σωματιδίων σε ένα υγρό μέσο.
Ενισχύει την αποτελεσματικότητα των χρωμάτων.
Βοηθά στη δημιουργία αναπαραγώγιμων και προβλέψιμων χρωμάτων.
Οι χρωστικές διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση και χρωματισμό πλαστικών και επιστρώσεων και παίζουν ζωτικό ρόλο στην απόδοσή τους. Είναι επομένως σημαντικό να γνωρίζουμε τη μέθοδο διασποράς τους.