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影响荧光增白剂在塑料中增白效果因素的研究(二) - 无图版

tiandi --- 2006-09-17 08:31:18

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关于FWA团聚体对增白试样色光的干扰破坏可以通过增白试样的反射光谱证实。如图3所示,添加FWA试样的反射光谱较未加FWA试样在430-470nm蓝紫光波段有明显的补强峰,这正是FWA增白机理所在。结合图1在添加量0.02%时,FWA在PP基体中达到相容饱和,蓝紫光补强峰最高,试样白度达到最大值;低于此添加量时,FWA未饱和,蓝紫光补强峰和试样白度都未达到最佳;当高于此添加量时,FWA因过饱和而出现田聚体,这些团聚体降低了蓝紫光补强峰,从而降低了白度。随着FWA添加量的增加(图中添加量为0.05%时),团聚体的数量和粒径不断增大,导致了500-600nm黄绿干扰色光的出现,严重降低了试样的白度。

通过测试FWA OB-1不同添加量增白PP试样的L、a、b值(Lab色空间颜色表达法的参数:L―亮度,a―红绿色度、b―黄蓝色度)也可证明图3所得结论。如表1所示,FWA添加量超过饱和值时,随着添加量的增加,a值不断变小,b值不断变大,试样色光向绿相与黄相移动。


3 FWA OB-1不同添加量增白PP式样的反射光谱


3,2 FWA与塑料的种类对增白效果的影响

由于不同FWA在不同塑料中的增白效果、最佳添加量等使用状况不尽相同,就有必要考查各FWA与各塑料之间的最佳配合。

图4为各种FWA在PP中的Tanbe白度?添加量曲线。由于各FWA的化学结构不同,使它们在PP中的最佳添加量、曲线变化趋势及增白效果不同。就增白效果而言,在峰值附近FWAKCB、FWAKSN及FWAOB-1最优,FWA OB和FWA EBF次之,FWA PP最差。FWAKGB在添加量0.10%时有最佳增白效果,白度较未添加KWA试样提高了72.3%。就曲线的变化趋势而言,FWALSN和FWA OB-1的变化趋势较大,而FWA OB、FWAEBF等的变化趋势较小。曲线变化趋势的区别是,由于FWA化学结构不同导致FWA团聚体干扰色光的不同而引起的。团聚体色光强的FWA,其干扰和破坏体系色光程度大,从而较大幅度地降低了试样白度,加大了白度曲线的下降趋势;反之,白度曲线下降平缓。


图5为FWAOB-1和FWAOB分别在LDPE、ABS和PP中的Taube白度―添加量曲线。可以看出,在LDPE中曲线的变化趋势最大,PP中次之,ABS中最为平缓。就增白效果来说,由于ABS基体自身为浅黄色,所以其未加FWA试样白度和FWA增白试样的白度都比PP和LDPE中相应试样的低,但考察白度提高率,FWAOB-1和FWAOB在ABS中最佳分别为122.4%和113.3%,高于PP中60.5%和64.9%、LDPE中的63.6%和84.0%。


5 FWA在LDPE,ABS和PP中白度-添加量关系


FWA在塑料中的实际应用中,不仅要考虑到相容饱和度引起的增白效果-添加量的关系问题,还要综合成本、加工条件等多方面因素,只有这样才能获得最佳适用性。例如FWAKSN与FWA OB-1在PP中相容性不好,最佳添加量较其他FWA低,但由于其在低添加量下仍有很好的增白效果,达到同样的增白效果较其他FWA的用量少,可节约成本。并且,从加工方面考虑,FWA KSN与FAOB-1能耐300C的加工温度,这也是其他FWA不及的,所以,对于要求加工温度较高、添加量较少情况下,通过严格控制FWA添加量在临界值内;可以优先考虑FWAKSN和FWAOB-1,这也是FWAKSN和FWAOB-1成为目前综合性能较优的塑料用FWA的原因。而对于FAKCB这种对体系色光干扰小的FWA,常被用在配色时的色光微调上上.这样不仅能得到色光纯正的颜色,还能提高这种颜色的鲜艳度。

3,3 钛白粉对FWA增白效果的影响;

塑料增白体系中除了FWA和塑料种类影响了FWA的增白效果外,其他的添加剂也有较大的影响。例如紫外光吸收性光稳定剂及受阻胺类光稳定剂的加入会影响FWA对紫外光的吸收转化,降低增白效果。这里主要讨论增白塑料体系另一重要组分:Ti02的影响。通常使用的Ti02有两种晶型,锐钛型(A型)和金红石型(R型)。由于晶型不同,导致了R型TiO2在350-400nm段对紫外光的反射率要低于A型Ti02,即R型Ti02吸收此波段紫外光的程度高于A型Ti02。这种对紫外光吸收的差异性影响了FWA对紫外光的转化,从而直接影响了FWA的增白效果。

  图6为FWAOB-1分别与A型和R型TiO2配合使用在PP和ABS中的Taube白度-添加量曲线。由曲线可以看出,虽然R型TiO2对FWA的紫外吸收有一定的影响,但单从白度来看,使用R型Ti02经FWA增白的试样要普遍高于使用A型TiO2的试样。这一方面是由于未加FWA时,R型Ti02试样的白度要高于A型Ti02试样白度,这就使R型Ti02试样的起始白度水平较高;另一方面,R型Ti02并未完全干扰破坏FWA的紫外吸收,FWA仍有一定的增白作用,R型TiOz试样白度曲线稍高是上述两方面因素综合的结果。考查FWA增白前后白度的提高率,与R型TiO2配合使用的ABS中76.8%和PP中34.1%均低于与A型TiO2配合使用的122.4%和60.5%,这证实了R型TiO2,对FWA的增白是有不利影响的。



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