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關(guān)于塑料總覽和塑料著色的方法
差不多一個(gè)世紀(jì)以來，自從一位名叫貝克蘭的美國人發(fā)明了第一種塑料以來，如今塑料制品已經(jīng)出現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，并且仍然保持著顯著的增長速度。在人類工業(yè)發(fā)展史上，沒有其他材料經(jīng)歷過如此奇妙的歷程。此外，塑料的發(fā)明和應(yīng)用被歷史記錄為20世紀(jì)最重要的創(chuàng)新之一，對人類的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。由于塑料制成的產(chǎn)品通常沒有顏色或自然呈白色，因此為它們添加顏色變得至關(guān)重要。
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I. 塑料是什么？
盡管塑料僅出現(xiàn)不到一百年，但它是人類最廣泛發(fā)展和應(yīng)用的材料之一。這種驚人的發(fā)展主要是基于其出色的性能。基本上，塑料是一種合成或半合成材料，由石油制成。塑料非常容易加工，可以在注塑、擠壓、吹塑等方法中應(yīng)用。
II. 塑料的特性
塑料具有一些突出的特性，包括以下幾點(diǎn)：
可塑性
塑料的原材料是石油，而石油可以大量供應(yīng)，因此塑料的生產(chǎn)成本相對較低。盡管原油價(jià)格不一定便宜，但由于其可塑性，塑料制品的生產(chǎn)成本可以大大降低。可塑性是指塑料在加熱軟化后能夠形成新的形狀。這使得生產(chǎn)復(fù)雜形狀的產(chǎn)品變得容易，效率比金屬高得多。在過去的100多年里，塑料成型工藝方面已經(jīng)取得了許多發(fā)明和改進(jìn)，尤其是注塑成型工藝，可以輕松制造復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。
低密度
隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)材料如木材、鋼鐵、織物、鞋類等的密度相對較高，而許多聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等塑料的密度小于1g/cm3。例如，PE和PP可以浮在水面上，而泡沫塑料的密度只有約0.1g/cm3。一些塑料的密度比較高，例如PVC為1.4g/cm3，PTFE為2.2g/cm3，但它們?nèi)匀槐冉饘俸吞沾奢p。
盡管塑料的密度較低，但它們的強(qiáng)度卻很高。例如，尼龍的密度是鋼的十分之一，但其抗彎強(qiáng)度卻與鋼相當(dāng)。塑料的硬度不如金屬，但與金屬和陶瓷相比，它們具有輕質(zhì)、良好的機(jī)械性能、高強(qiáng)度和抗磨損性。因此，它們可以制造出輕量化但具有良好耐久性的產(chǎn)品。目前，大部分汽車零件都采用塑料制造，占汽車材料的約50%，因此汽車的重量減輕了三分之一。輕量化的汽車將減少能源消耗。
抗腐蝕
抗腐蝕是一個(gè)重要問題需要解決。在中國，每年直接由腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失至少為200億人民幣。大多數(shù)塑料具有強(qiáng)大的耐腐蝕性，不會(huì)對酸或堿產(chǎn)生反應(yīng)，因此它們通常用于制造化學(xué)工具。塑料在潮濕環(huán)境中不會(huì)生銹或腐爛，也不會(huì)被微生物腐蝕。因此，它們通常用于建筑物的門窗、商店等。
優(yōu)越的絕緣和隔熱性能
塑料的分子鏈?zhǔn)怯晒矁r(jià)鍵組成的，而不是離子鍵或共價(jià)鍵，因此其電阻率高達(dá)10^14至10^16?。因此，塑料具有優(yōu)越的絕緣性能，可用于開關(guān)按鈕或家庭電器，作為電線和電纜的絕緣套管，廣泛用于電氣、電子、廣播、電視、通信、多媒體、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。
需要了解的一個(gè)重要事項(xiàng)是，塑料的缺點(diǎn)包括耐高溫性差，在高溫下會(huì)變形，易燃且受光線、氧氣、熱、水和潮濕環(huán)境的影響會(huì)氧化。此外，由于其表面硬度較低，塑料制品容易受損。由于是絕緣材料，塑料容易帶靜電并吸附塵埃。
塑料的主要缺點(diǎn)之一是不會(huì)分解，這對環(huán)境造成極大的危害。它們不會(huì)分解，即使被埋在地下數(shù)百年也不會(huì)分解。隨著生活節(jié)奏的加快，為了滿足社會(huì)便利和健康的需求，一次性餐盒、塑料袋和其他產(chǎn)品在日常生活中廣泛使用。盡管它們的便利性和低成本為人們生活帶來了許多好處，但如果不小心排放到環(huán)境中，它們可能對生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境造成潛在危害，這種現(xiàn)象被稱為白色污染。
III. 塑料的應(yīng)用
因其卓越的性能，塑料可以加工成多種不同類型的產(chǎn)品，從柔軟如絲綢、堅(jiān)硬如鐵、透明如玻璃。如今，塑料制品存在于生活的各個(gè)領(lǐng)域。可以毫不夸張地說，沒有塑料就沒有生活。以下是主要應(yīng)用領(lǐng)域：
結(jié)構(gòu)材料
絕緣材料
建筑材料
儲(chǔ)存容器材料
消費(fèi)品
電線外殼、電力配電箱、電子部件
塑料管道、燃?xì)夤艿?/p>
氣球、仿布袋、塑料盒
家居用品、辦公用品、玩具
交通工具及其零部件
塑料纖維、地毯、草坪地毯
IV. 各種塑料
全球生產(chǎn)了300多種塑料，分類方法相當(dāng)復(fù)雜和多樣，它們可能有重疊之處。為了方便，我們可以按物理特性、應(yīng)用特性和加工方法來分類。
1.按物理特性分類
根據(jù)物理特性，塑料可以分為兩類：熱固性塑料和熱塑性塑料。熱塑性塑料具有直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)，它們在高溫下變軟，冷卻后變硬，這個(gè)過程可以多次重復(fù)而只有物理狀態(tài)發(fā)生變化。因此，在加工過程中產(chǎn)生的廢料或廢棄物可以通過粉碎再利用。常見的熱塑性塑料包括：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚酰胺（PA）、聚丙烯酸酯（PO）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。
熱固性塑料在加熱前具有彈性和直鏈結(jié)構(gòu)，當(dāng)受熱時(shí)，直鏈聚合物鏈通過化學(xué)鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)絡(luò)，它將不再熔化或溶解，并且其結(jié)構(gòu)也無法再次改變。因此，它在加工過程中經(jīng)歷了化學(xué)和物理上的變化。廢棄物和剩余物在這個(gè)過程中無法再利用。
2.按加工方法分類
塑料可以按加工方法進(jìn)行分類，包括注塑、擠出和吹塑等。
3.按產(chǎn)品分類
塑料可以根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域來分類，包括塑料膜、塑料管、電纜套管、建筑材料、泡沫塑料等。
V. 塑料的著色方法
著色是改變物體顏色或?yàn)闊o色物體著色的過程。顏色是通過選擇性吸收和反射特定顏色的光波來呈現(xiàn)的，按照慣例，顏色可以分為顏料和染料。
染料是合成有機(jī)物，可以溶解在大多數(shù)溶劑和染料中。染料具有良好的透明性、強(qiáng)烈的著色能力和較低的密度。與染料不同，顏料不溶解于水、油或塑料中，通常只能在塑料中分散，為物體著色。此外，顏料不與著色材料發(fā)生反應(yīng)，顏料只能通過物理方法均勻分散在塑料中以實(shí)現(xiàn)理想的著色效果。盡管存在這種區(qū)別，但仍無法明確定義它們。顏料的分類并不清晰。一些無機(jī)顏料可以溶解在某些特定類型的聚合物中。例如，紅色254（DDP紅色）是一種鮮紅色，不溶于大多數(shù)聚合物中。
染料是有機(jī)化合物，而顏料可以是無機(jī)或有機(jī)的。它們在性質(zhì)上有所不同。無機(jī)顏料是金屬的鹽或氧化物。同一種無機(jī)顏料有很多共同點(diǎn)。它們不溶解于常規(guī)溶劑，而且通常具有良好的耐熱性，另一方面，有機(jī)顏料通常具有較高的色度。
總之，用于塑料的顏色包括有機(jī)顏料、無機(jī)顏料和染料。顏料形式
粉末顏料
顏料粉末是顏料粉末的原始狀態(tài)，經(jīng)過制備而來。它具有大表面積，并且有聚集的趨勢，容易產(chǎn)生塵埃，自動(dòng)化處理時(shí)會(huì)遇到問題，并且在著色過程中不能完全分散。它不會(huì)影響著色產(chǎn)品的性質(zhì)，而且價(jià)格便宜。目前，粉末顏料的產(chǎn)量約占塑料顏料總量的12％。盡管存在許多限制，但它易于加工，并且易于為許多不同顏色的小批量產(chǎn)品制定配方。與顆粒狀顏料不同，它不受基礎(chǔ)塑料和顏色的限制。因此，在中小型塑料生產(chǎn)公司中廣泛使用。如果不精確，粉末顏料的分裝會(huì)導(dǎo)致顏色出錯(cuò)。因此，在盡量減少錯(cuò)誤的情況下，需要使用越精確越好的電子秤。
顆粒狀顏料
顆粒狀顏料由顆粒構(gòu)成，通過將大量顏料粉末附著在塑料載體上制備而成。與有機(jī)顏料相比，顆粒狀顏料中顏料粉末的濃度通常為20?40％，而對于無機(jī)顏料，濃度為50?70％。在制備顆粒時(shí)，顏料粉末在整個(gè)過程中完全分散。因此，在著色過程中它非常均勻，具有較少的粉塵、環(huán)保、較少的污染、易于混合、精確分裝、高生產(chǎn)效率、良好的產(chǎn)品外觀、減少了制造過程中的原材料使用量、延長了存儲(chǔ)材料的使用壽命、易于加工和操作等優(yōu)點(diǎn)。
顆粒主體和塑料的比例約為1:50。目前，它在薄膜、電纜、屋頂板、管道和合成纖維的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。它是為塑料著色的主要方法，使用量占60％以上。然而，顆粒狀顏料通常價(jià)格較高，因?yàn)槠渲苽溥^程復(fù)雜，成本較高，另一個(gè)不利因素是由于多種聚合物互不相容而導(dǎo)致的塑料質(zhì)量下降，因此顆粒狀顏料的載體和著色產(chǎn)品的基礎(chǔ)塑料需要相似。
液態(tài)顏料
液態(tài)顏料的濃度通常在20%到60%之間。這種產(chǎn)品的特點(diǎn)是可以使用小管進(jìn)行配色，這將降低設(shè)備投資成本，與自動(dòng)混合機(jī)相比。這種產(chǎn)品適用于一些特定類型的塑料，如PET。它只占到總配色方法中的約2%。液態(tài)顏料的結(jié)構(gòu)與顆粒顏料相似。
液態(tài)顏料的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠很好地潤濕塑料顆粒，尤其是對于粉末或透明顏料，這是液態(tài)顏料與顆粒顏料相比的最重要的優(yōu)點(diǎn)。其他好處包括它可以充分發(fā)揮顏色的亮度，因?yàn)轭伭贤耆稚ⅲ菀追Q量，無塵且價(jià)格合理。
色母粒
顆粒化混色 是通過熔融、攪拌和擠壓過程制造出來的混合物，其中包含多種不同顏色。隨后，它可以與原始塑料和其他各種助劑混合在一起，用于直接加工的多種方法，特別適用于熱塑性塑料。這些混色顆粒具有良好的顏色分布和穩(wěn)定的質(zhì)量，因此它們被廣泛用于為各種需要顏色質(zhì)量嚴(yán)格要求的產(chǎn)品進(jìn)行著色，如家居設(shè)備和汽車零部件。顆粒化混色的成本相對較高，因?yàn)轭伾呀?jīng)在添加到塑料中之前混合在一起，但這是一種在改性塑料、工程塑料、復(fù)合塑料和高級(jí)塑料領(lǐng)域非常有效的著色方法。
不同類型的塑料需要不同的著色方法。
