聚丙烯蠟的特性和選擇原則
聚丙烯蠟的特性和選擇原則
前面已經介紹了聚乙烯蠟的潤濕和分散作用,實踐已經證明黏度低的聚乙烯蠟作為分散助劑是較為有利的,它們可以使顏料的表面和聚集體內部快速有效地潤濕(包覆)起來。
從而減弱了在聚集體內部的強勁黏合力,這樣采用較弱的剪切,就很容易把聚集體分散。一旦聚集體被分散,蠟又會包覆在新生顏料粒子自由表面并穩定分散體。根據毛細管效應,就很容易理解低黏度的聚乙烯蠟在一定的時間內,作為潤濕劑更為有效到達高黏度聚合物難以逗留的顏料初級粒子表面,所以對于顏料分散助劑的選擇,聚乙烯蠟和聚丙烯蠟是首選的。
但在丙綸纖維紡絲應用中,聚乙烯蠟的適用性是受到一定限制的。對于普通細旦絲和高質量的纖維,特別是用于柔軟的羊毛狀、適合鋪地和紡織外衣的細旦和BCF長絲來說,聚丙烯蠟往往比聚乙烯蠟更可取。因為聚丙烯和聚乙烯的不相容性,所以形成微觀意義上的均勻混合是十分困難的,這種不相容性會導致相分離。其次,由于聚乙烯蠟的熔點顯著比聚丙烯或聚丙烯蠟低,所以這兩種聚合物的不同熔融特性很難處理。產品的不勻性、不適合的流變性可能導致紡絲工藝斷頭,由于這些副作用,使纖維的物理紡織性能變得更壞。這時候,就需要使用低黏度的聚丙烯蠟,因其黏度低,潤濕性好,能在短時間內潤濕顏料。
另外,在丙綸纖維拉伸和熱定形時,從熱處理溫度(通常大約在130℃下進行)可以發現,這個溫度恰好處于聚乙烯蠟熔融溫度范圍內。由于聚丙烯初生纖維結晶結構變化,可觀察到熔融的聚乙烯蠟從聚丙烯基質滲到纖維表面上來,并且不僅是純粹的蠟,連顏料也會帶到表面上。
聚丙烯蠟(賽諾)
聚丙烯蠟與聚丙烯樹脂的相容性無論在微觀還是宏觀方面都比較好,對力學性能影響很小。采用茂金屬催化技術聚合的聚丙烯蠟有兩種:一種為均聚聚丙烯蠟,所用原料是丙烯;另一種是共聚聚丙烯蠟,所用原料是丙烯和乙烯。通常,均聚聚丙烯蠟熔點較高,在140-160℃之間,分子量可以從幾千到上萬,相對應的布魯克菲爾德黏度也從幾十到幾千,結晶度比較高,硬度比較高。共聚聚丙烯蠟的熔點通常在80~110℃之間,布魯克菲爾德黏度在幾百到幾千甚至上萬,相應的分子量在幾千到幾萬。由于共聚聚丙烯中加入了乙烯共聚單體,打亂了丙烯分子的規整排列,所以共聚聚丙烯的結晶度較低,因此熔點也較低。
對于聚丙烯纖維色母粒,采用聚丙烯蠟是在技術上和經濟上達到良好效果的方法,特別是均聚聚丙烯蠟熔點接近聚丙烯(132~162℃),所有的聚合物組分都完全相容,顯現出一種非常近似的熔融特性。產品具有優異的熱穩定性;顏料的潤濕和分散效力高;減少了過濾器和噴絲板的堵塞,減少了纖維斷頭,特別是用于地毯纖維,不損傷壓縮后回復的性能(對于地毯纖維很重要)。
從分散理論上講,在顏料潤濕階段,低黏度的蠟潤濕很快發生,潤濕效率更高。但在擠出造粒階段,我們又希望蠟具有一定的黏度,在顏料和樹脂熔體之間可以很好地傳遞剪切力,從而潤濕好的顏料能均勻地分布在樹脂熔體中。這時候,可以考慮將低熔點的聚丙烯蠟與高黏度的聚丙烯蠟復配使用,從而達到的分散性。通過將低黏度的PP蠟與高黏度的PP蠟復配,可以明顯提高色粉的分散性。
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