在高溫尼龍配色過(guò)程中，無(wú)機顏料二氧化鈦添加量的不同對高溫尼龍配色過(guò)程中顏色和性能有很大的影響，通過(guò)測試色差和力學(xué)測試的研究得出二氧化鈦最恰當的添加量，對工程配色人員有很好的指導性，為塑料制品的生產(chǎn)提供了依據。

1、引言

二氧化鈦別名鈦白粉，分子公式TiO2，相對分子質(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(cháng)，技術(shù)復雜，其先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)至今仍然為國內少數公司所壟斷[1]。隨著(zhù)塑料行業(yè)的飛速發(fā)展，許多塑料連接器產(chǎn)品朝著(zhù)輕、薄、短小、顏色多樣化方向發(fā)展，尤其對高溫尼龍的配色提出更高的要求。在配色過(guò)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 )對高溫尼龍的材料性能帶來(lái)影響。為了最大限度的降低此影響導致的產(chǎn)品不良，本工作研究并比較了不同二氧化鈦添加量對高溫尼龍HTN配色過(guò)程中顏色和性能的影響。

2實(shí)驗部分

2.1主要原料

二氧化鈦，規格R350，美國DUPONT公司，產(chǎn)地中國上海；

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

擴散油，規格AK1000，德國瓦克公司，產(chǎn)地廣東深圳；

2.2樣品制備

設置高溫尼龍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。對應加入擴散油0g，1g，2g，4g，6g，8g，在透明加厚塑料袋子中混合均勻。再在射出成型機器中注塑樣條，設置下料溫度50℃，1段溫度300℃，2段溫度300℃，4段溫度310℃，5段溫度310℃，螺桿轉速120RPM，模具溫度120℃，待溫度參數到達設置溫度后，射出成型得到7組啞鈴試片和長(cháng)條試片以便測試使用。

3結果與討論

3.1不同二氧化鈦添加量對高溫尼龍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)參數來(lái)區分不同顏色之間的差別，L*正向越大，說(shuō)明顏色越白，L*負向越大，說(shuō)明顏色越暗；a*正向越大，說(shuō)明顏色越紅，a*負向越大，說(shuō)明顏色越綠；b*正向越大，說(shuō)明顏色越藍，b*負向越大，說(shuō)明顏色越黃。DE*不存在負數值，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(méi)用添加二氧化鈦的高溫尼龍HTN即1～0g做為標準樣，并測試其L*，a*，b*數值，2～5g，3～10g，4～15g，5～20g，6～30g，7～40g做為比較樣。從數據上進(jìn)行比較，隨著(zhù)添加量的增加，2號～7號色差DE*逐漸增加，即試樣表現得越來(lái)越白，2號～3號添加量增加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(shuō)明添加量已經(jīng)達到飽和狀態(tài)。4號～5號添加量增加5g，L*數值變化0.7，5號～6號隨著(zhù)添加量繼續增加10g，L*數值只變化0.7，說(shuō)明隨著(zhù)二氧化鈦添加量的增加，體系所表現的顏色趨于飽和。

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)一般對塑料材料進(jìn)行三級檢驗測試，其中包含塑膠抗拉強度/伸長(cháng)率/抗折強度/抗折模數/衝擊強度的測試。

由表2可以看出，隨著(zhù)二氧化鈦添加量的增加，高溫尼龍抗拉強度，抗折強度，抗折模數，衝擊強度逐漸降低，這是由于作為顏料的二氧化鈦本身分子量較大，化學(xué)成分穩定，在高分子聚合物尼龍中很難枝接到高分子結構中，只會(huì )降低高分子之間的分子結合力，添加量越多，高分子之間的分子結合力越弱。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聚而造成分散不良[2]，導致高分子之間的分子結合力變差。10g～20g添加量之間，伸長(cháng)率保持一個(gè)穩定數值，對比0g添加量伸長(cháng)率數值，伸長(cháng)率下降5%；超過(guò)30g伸長(cháng)率繼續降低，伸長(cháng)率下降10%，不符合連接器設計經(jīng)驗，即體系二氧化鈦添加量最好控制在小于4%之內。

表2 7種試片條所測試的力學(xué)性能數據

4結論

（1）隨著(zhù)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。當濃度超過(guò)3%時(shí)，白度上升緩慢，說(shuō)明二氧化鈦所能給體系帶來(lái)的增白效果已經(jīng)達到飽和狀態(tài)，故推薦二氧化鈦的添加量在3%之內。

（2）隨著(zhù)二氧化鈦在高溫尼龍HTN中的添加量的增加，高溫尼龍的各項力學(xué)性能逐漸下降，10g～20g添加量之間，韌性保持一個(gè)穩定數值，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。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。