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有机颜料对塑木复合材料老化性能的影响

星期五, 12月 9, 2022

有机颜料与无机颜料相比,有机颜料颜色更亮,可以在用量很少的时候就可以提供更丰富、更鲜艳的颜色,有机颜料不仅着色能力强,颜色种类丰富,可选择范围以及应用范围广,还可提高植物纤维和聚合物的结合强度和相容性,对复合材料的改性效果较好,但是有机颜料价格较高,且稳定性不如无机颜料,因此要根据塑木复合材料制品的使用条件选择合适的颜料。

有机颜料对塑木复合材料老化性能影响的研究

由于有机颜料和无机颜料的组成成分不同,其性能也有着很大的不同,根据老化方式不同选择合适的颜料来提高复合材料的耐候性。在紫外老化的条件下有机颜料和无机颜料对木纤维/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料性能的影响,着色过程中,有机颜料用量很少,就可获得与无机颜料一样的颜色效果,而且有机颜料改善了植物纤维与聚合物的相容性,从而使两者具有更强的粘接强度,使得复合材料具有较高的柔韧性,获得较大弹性模量,但是在紫外老化后下含有有机颜料的复合材料的MOR下降约30%,含有无机颜料的复合材料则下降约22%,且含无机颜料的材料表面更光滑、裂纹更小,可见在紫外老化时无机颜料比有机颜料对复合材料具有更好的保护作用。

改性处理有机颜料对塑木复合材料耐老化性能影响的研究

在复合材料中添加有机颜料可以使塑木复合材料获得较好的颜色稳定性和较高的弯曲性能,但是有机颜料的稳定性、分散性、遮盖力及耐候性较差,虽然有些高档的有机颜料具有较好的耐久性和耐热稳定性,但是其价格昂贵,用途有限,目前市场上还是以偶氮类、酞菁类等普通有机颜料为主。对有机颜料进行改性处理改善有机颜料的稳定性,可以提高其使用性能,通过改变有机颜料的化学结构、粒径大小及分布或者提高颜料的粒子表面极性可以改善有机颜料的应用性能,不仅可以调整颜料的色调与色相,而且还可以改进有机颜料的耐光性、耐热稳定性、分散性能、色牢度、调节与基体的相容性等性能主要的改性方法有有机颜料包核法、无机杂化改性、隐颜料技术以及表面处理技术,目前常用的改性方法表面处理技术,大多使用无机化合物表面改性即通过将无机化合物包覆在有机颜料表面进行改性处理。用硅铝凝胶改性的颜料来改善塑木复合材料,结果显示添加改性过的有机颜料的塑木复合材料与添加未改性的有机颜料的塑木复合材料相比具有较高的颜色稳定性和力学稳定性,且提高了复合材料的热稳定性能。

塑木复合材料不仅可以实现资源再利用且性能优良,在全球范围内被广泛使用。但是,塑木复合材料老化会导致材料性能产生不可逆的损失直至材料完全失效,存在着严重的安全隐患问题。目前,国内外已有大量对于WPC耐候性的研究,添加颜料也被证实是改善塑木复合材料的耐老化性能的有效方法,根据WPC制品的性能需求不同选择合适的颜料以提高其性能。然而,颜料对WPC的耐老化影响仍需要进一步探究,例如如何对颜料进行改性处理使提高颜料的分散性、稳定性、相容性等性能以最大限度发挥颜料的保护作用;颜料对WPC的功能化改性情况还需要继续投入时间和精力进行研究;此外颜料和其他填料以及添加剂的综合作用以及颜料与颜料之间的协同作用对塑木复合材料耐老化性能的影响也值得探讨。随着科技发展以及对WPC的深入研究,塑木复合材料的功能化改性处理愈加完善,必将生产出更高质量的塑木复合材料产品,迎来更广阔的市场。

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