在高溫尼龍配色過程中，無機(jī)顏料二氧化鈦添加量的不同對(duì)高溫尼龍配色過程中顏色和性能有很大的影響，通過測試色差和力學(xué)測試的研究得出二氧化鈦?zhàn)钋‘?dāng)?shù)奶砑恿浚瑢?duì)工程配色人員有很好的指導(dǎo)性，為塑料制品的生產(chǎn)提供了依據(jù)。

1、引言

二氧化鈦別名鈦白粉，分子公式TiO2，相對(duì)分子質(zhì)量79.90，染料索引顏料白6 C.I.P.W.6(C.I.No.77891)。二氧化鈦是很好的白色顏料，廣泛用于涂料、塑料、化學(xué)纖維和化裝品中，其生產(chǎn)工藝流程長，技術(shù)復(fù)雜，其先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)至今仍然為國內(nèi)少數(shù)公司所壟斷[1]。隨著塑料行業(yè)的飛速發(fā)展，許多塑料連接器產(chǎn)品朝著輕、薄、短小、顏色多樣化方向發(fā)展，尤其對(duì)高溫尼龍的配色提出更高的要求。在配色過程中的第一步必須要給塑料打底色，即添加適量的二氧化鈦以遮蓋塑料本身自帶的淡黃色。從而更好地發(fā)揮電腦模擬配色的能力，加快配色效率。但是超量的添加又會(huì)對(duì)高溫尼龍的材料性能帶來影響。為了最大限度的降低此影響導(dǎo)致的產(chǎn)品不良，本工作研究并比較了不同二氧化鈦添加量對(duì)高溫尼龍HTN配色過程中顏色和性能的影響。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1主要原料

二氧化鈦，規(guī)格R350，美國DUPONT公司，產(chǎn)地中國上海；

高溫尼龍HTN，規(guī)格HTN FR52G30NH，美國DUPONT公司，產(chǎn)地中國上海；

擴(kuò)散油，規(guī)格AK1000，德國瓦克公司，產(chǎn)地廣東深圳；

2.2樣品制備

設(shè)置高溫尼龍HTN干燥條件為干燥溫度120℃，干燥時(shí)間4hrs。原料干燥結(jié)束后，取出原料冷卻，待常溫后，使用微量天平分別秤取二氧化鈦0g，5g，10g，15g，20g，30g，40g，然后分別加入500g高溫尼龍HTN中。對(duì)應(yīng)加入擴(kuò)散油0g，1g，2g，4g，6g，8g，在透明加厚塑料袋子中混合均勻。再在射出成型機(jī)器中注塑樣條，設(shè)置下料溫度50℃，1段溫度300℃，2段溫度300℃，4段溫度310℃，5段溫度310℃，螺桿轉(zhuǎn)速120RPM，模具溫度120℃，待溫度參數(shù)到達(dá)設(shè)置溫度后，射出成型得到7組啞鈴試片和長條試片以便測試使用。

3結(jié)果與討論

3.1不同二氧化鈦添加量對(duì)高溫尼龍HTN顏色的影響

使用色差分光儀測試樣品試片，可以使用L*，a*，b*，DE*這4個(gè)參數(shù)來區(qū)分不同顏色之間的差別，L*正向越大，說明顏色越白，L*負(fù)向越大，說明顏色越暗；a*正向越大，說明顏色越紅，a*負(fù)向越大，說明顏色越綠；b*正向越大，說明顏色越藍(lán)，b*負(fù)向越大，說明顏色越黃。DE*不存在負(fù)數(shù)值，DE*越大表示兩個(gè)樣品在顏色上的差別越大。

由表1可以看出，選擇沒用添加二氧化鈦的高溫尼龍HTN即1～0g做為標(biāo)準(zhǔn)樣，并測試其L*，a*，b*數(shù)值，2～5g，3～10g，4～15g，5～20g，6～30g，7～40g做為比較樣。從數(shù)據(jù)上進(jìn)行比較，隨著添加量的增加，2號(hào)～7號(hào)色差DE*逐漸增加，即試樣表現(xiàn)得越來越白，2號(hào)～3號(hào)添加量增加5g，雖然L*值變化不明顯，但是b*值變化還是蠻大的，此比例不能說明添加量已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)。4號(hào)～5號(hào)添加量增加5g，L*數(shù)值變化0.7，5號(hào)～6號(hào)隨著添加量繼續(xù)增加10g，L*數(shù)值只變化0.7，說明隨著二氧化鈦添加量的增加，體系所表現(xiàn)的顏色趨于飽和。

表1 7種試片條所測試的L*a*b*以及DE*

3.2不同二氧化鈦添加量對(duì)高溫尼龍HTN力學(xué)性能的影響

為了表征材料的力學(xué)性能，塑料連接器行業(yè)一般對(duì)塑料材料進(jìn)行三級(jí)檢驗(yàn)測試，其中包含塑膠抗拉強(qiáng)度/伸長率/抗折強(qiáng)度/抗折模數(shù)/衝擊強(qiáng)度的測試。

由表2可以看出，隨著二氧化鈦添加量的增加，高溫尼龍抗拉強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度，抗折模數(shù)，衝擊強(qiáng)度逐漸降低，這是由于作為顏料的二氧化鈦本身分子量較大，化學(xué)成分穩(wěn)定，在高分子聚合物尼龍中很難枝接到高分子結(jié)構(gòu)中，只會(huì)降低高分子之間的分子結(jié)合力，添加量越多，高分子之間的分子結(jié)合力越弱。另外二氧化鈦顆粒直徑約在200～350nm之間，具有較高的比表面積，添加量越多，尼龍聚合體中很容易團(tuán)聚而造成分散不良[2]，導(dǎo)致高分子之間的分子結(jié)合力變差。10g～20g添加量之間，伸長率保持一個(gè)穩(wěn)定數(shù)值，對(duì)比0g添加量伸長率數(shù)值，伸長率下降5%；超過30g伸長率繼續(xù)降低，伸長率下降10%，不符合連接器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，即體系二氧化鈦添加量最好控制在小于4%之內(nèi)。

表2 7種試片條所測試的力學(xué)性能數(shù)據(jù)

4結(jié)論

（1）隨著二氧化鈦在高溫尼龍HTN中的添加量的增加，其白度不斷增加。當(dāng)濃度超過3%時(shí)，白度上升緩慢，說明二氧化鈦所能給體系帶來的增白效果已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，故推薦二氧化鈦的添加量在3%之內(nèi)。

（2）隨著二氧化鈦在高溫尼龍HTN中的添加量的增加，高溫尼龍的各項(xiàng)力學(xué)性能逐漸下降，10g～20g添加量之間，韌性保持一個(gè)穩(wěn)定數(shù)值，從保持材料性能角度考慮二氧化鈦添加量最好控制在小于4%之內(nèi)。綜合顏色和材料性能雙重考慮，二氧化鈦的添加量最好控制在在3%之內(nèi)。