顏色的作用不僅僅是悅目，它還能使人賞心、傳遞情感，
影響產(chǎn)品的定位和消費(fèi)偏好。同時顏色還是個化學(xué)變量，
不僅影響塑料產(chǎn)品的外觀，而且還能影響塑料產(chǎn)品的功能、
加工和成本。對塑料進(jìn)行著色時，塑料加工企業(yè)需要了解顏色是如何分布在塑料中的，
還需要懂得如何利用好經(jīng)驗(yàn)豐富的顏色供應(yīng)商所能提供的幫助。
掌握好基本的顏色化學(xué)知識。著色人員選用能以分子水平
（就像糖溶解于熱水中一樣）溶解并分散于聚合物中的染料；
或者是必須分散在聚合物基體中的不溶性固體，即顏料。
染料更容易獲得鮮亮透明的顏色，同時也是透明樹枝著色最好的手段。
固態(tài)顏料比較適合深層次的、飽和的、半透明著色。近幾年，由于限制使用某些金屬，
如鎘或鉛的鉻酸雨，越來越多的用戶選擇使用有機(jī)染料或顏料，
選擇無機(jī)顏料是精細(xì)碾碎的金屬復(fù)合物，具有優(yōu)異的耐光性能，但是擁有不好的色強(qiáng)度、
著色密度，光強(qiáng)度和色度不如有機(jī)顏料。常用的無機(jī)顏料有鐵、
鈦和鈷的氧化物：無機(jī)鹽的復(fù)合物，如群青藍(lán)；
鋅、鋇和鈰的硫化物或硫酸鹽。從另一方面看，
有機(jī)顏料是反應(yīng)器合成的有機(jī)分子精細(xì)碾碎顆粒。根據(jù)其基本化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)的不同，
顏料的光學(xué)和溫度穩(wěn)定性可以有很寬的變化范圍。
有機(jī)顏料的類型有很多，在此不一一列舉，而且她們的顏色選擇范圍很寬。
其中許多具有很高級別的亮度和著色強(qiáng)度。顆粒大小不同，透明性越差，著色強(qiáng)度也越低。
對于給定的應(yīng)用領(lǐng)域，使用什么類型的顏料主要由聚合物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)確定。
即使是相似聚合物，如果是由不同公司或世界其他地區(qū)生產(chǎn)的，
它們的基礎(chǔ)顏料也可能會有所不同，因此對于著色劑的反應(yīng)也會不同。
例如，在北美生產(chǎn)的聚碳酸酯中使用效果很好的某種特定顏色，
到了產(chǎn)地為歐洲或亞洲的材料上就可能得到完全不同的結(jié)果。
聚合物的分子結(jié)構(gòu)決定的它的加工性能，相應(yīng)也會影響顏色的選擇。
例如聚丙烯等結(jié)晶樹枝，由于它是有序區(qū)域和無序區(qū)域的混合結(jié)構(gòu)，
這使光線朝著不同方向折射，最終呈現(xiàn)出白色半透明外觀。
無定形樹枝（非晶型）幾乎是完全的無序結(jié)構(gòu)，
因此光線能直線穿過。這就是這些材料透明的原因。一般來說，
透明性很高的顏色只可能出現(xiàn)在無定形樹枝中。
結(jié)晶樹枝的熔點(diǎn)非常突出，發(fā)生相轉(zhuǎn)變、溶化為低黏度前，
需要大量吸收能量（熱）。由于這樣的原因，
與其他材料相比，結(jié)晶聚合物使用的顏料需要更高的熱穩(wěn)定性。
通常情況下，會建議使用高溫穩(wěn)定性能更好地?zé)o機(jī)顏料。
同時，這解釋了為什么再生料與新樹枝共混時，顏色會改變。
因?yàn)樵偕现械念伭嫌懈L的熱歷史，因而出現(xiàn)了降解。
在另一方面，無定形樹脂都有一個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，高于該值，
樹脂開始軟化直到它們的熔融黏度低到可以流動。
無定形樹脂具有比結(jié)晶樹脂更為顯著的自由體積，因此更容易接受染料，
保持其溶液狀態(tài)，
不會出現(xiàn)表明噴霜或模具積垢。
著色劑的選擇和最終的性能還取決于塑料樹脂是否為均聚物
（包括單一聚合化和物）或共聚物，這涉及兩類反應(yīng)不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
均聚物可以是結(jié)晶型的或者是無定形的，而合適的著色劑仍然能均勻在整個樹脂中。
在另一方面，共聚物可以是無規(guī)共聚物（均一相）或者嵌段共聚物，
它們分隔成兩類化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚集體。例如，ABS、HIPS和丙烯酸類等沖擊改性材料中含有交聯(lián)橡膠粒子。
著色劑不能深入到橡膠相中，在整個增韌樹脂中橡膠的任何輕微改變，
都能使之呈現(xiàn)出極白的外觀。超韌尼龍等橡膠合金的尼龍和橡膠之間含有完全不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，
因此，它們難以著色，可用的選擇有限。樹脂的溶解性（氫原子鍵結(jié)的方式和材料的極性）
會影響染料在聚合物中的分布情況。溶于聚苯乙烯和ABS的染料會慢慢向尼龍的表面遷移。
同時顏料也會溶于相反的樹脂中。結(jié)果，如果某一種染料用于塑料著色，它于樹脂的相容性非常重要
。樹脂的折射率是需要考慮的另一要素，它表示光通過聚合物時彎曲的角度。脂肪族樹脂
（聚乙烯、聚丙烯和EVA等）的折射率低，而芳香族樹脂（聚苯乙烯、聚碳酸酯、PSU、PET等）
的折射率高。為了提高沖擊強(qiáng)度或耐化學(xué)性能，不同折射率的樹脂混合在一起時，l例如，
光線不沿著一條通路行進(jìn)，因此它呈現(xiàn)出散射狀，使材料看上去為白色透明的外觀。此外，了解樹脂的著色能力也同樣需要。
顏料的反應(yīng)活性會明顯降低聚合物的穩(wěn)定性。如二氧化鈦會降低聚酯和聚碳酸酯的熱穩(wěn)定性能，
鐵鹽會降低聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性能。二氧化鈦選擇不當(dāng)會降低聚乙烯的紫外穩(wěn)定性能。
同樣，聚合物端基的反應(yīng)活性會改變某些著色劑的化學(xué)性能，造成顏色變化。例如，酰胺會影響含氯或含溴顏料胡性能，
而酸酐類會劣化翁顏料的金屬鹽。任何情況下都應(yīng)該優(yōu)先考慮樹脂的功能性，
接著才是圍繞該應(yīng)用領(lǐng)域的色彩。對性能和加工的影響著色劑會影響塑料部件的物理性能。
顏料顆?？梢猿洚?dāng)聚合物基體重的空隙，形成撕裂點(diǎn)，或者造成界面黏結(jié)性能下降。
例如，無機(jī)著色劑實(shí)際上會產(chǎn)生玻纖增強(qiáng)的槽口。所有上述情況會在許多應(yīng)用領(lǐng)域中限制材料的拉伸、
伸長和沖擊性能。舉例來說，適合戶外耐候應(yīng)用的最好的顏料事實(shí)上最有可能最大程度的劣化這些性能。
但是，顏料和配方選擇得當(dāng)能夠限制這些下降的效果也不顯著，一般不超過10%，
活動鉸鏈需要良好的韌性和取向相結(jié)合的綜合性能，著色劑會嚴(yán)重影響它的性能。
硬質(zhì)空隙會降低鉸鏈的彎曲壽命。如果母粒供應(yīng)商預(yù)見到會出現(xiàn)韌性問題，
那么可以在載體樹脂的配方設(shè)計中增加韌性劑來彌補(bǔ)該損失。許多情況下，甚至可以提高抗沖性能。
某些顏料、染料和樹脂的結(jié)合會產(chǎn)生所謂的光柔化現(xiàn)象，其中產(chǎn)品因暴露在陽光下失去強(qiáng)度和柔韌性能。
聚烯烴中使用無涂層的二氧化鈦或鐵鹽以及聚碳酸酯中使用標(biāo)準(zhǔn)涂層的二氧化鈦，都屬于挑戰(zhàn)性很高的應(yīng)用領(lǐng)域。
一些“敏感性”樹脂的熱穩(wěn)定性還會受到痕量金屬的劣化，這種痕量金屬常見于金屬絡(luò)合染料、
色淀顏料、非合成的無機(jī)顏料等。在聚甲醛中使用群青藍(lán)是特別需要關(guān)注的情況，
此外，還包括在ABS中使用錳紫、在聚氯乙烯中使用氧化鐵。為了獲得最佳的配方，
最好的方法是首先考慮光穩(wěn)定性或熱穩(wěn)定性，其次，如果需要，妥善處理好顏色問題。
著色劑的流變性能常常會到出現(xiàn)問題時才進(jìn)行研究。但是此時的配方和加工改變成本都會非常高。
因此，考慮某些顏色相關(guān)材料對樹脂熔體黏度的影響非常重要。例如，
炭黑和碳酸鈣的高密結(jié)構(gòu)會使之像填料一樣，并增加其熔體黏度。溶劑型染料會降低粘度，類似液態(tài)顏料中使用的某些載體。
造成聚合物降解反應(yīng)的任何顏料和助劑，與文中反應(yīng)性內(nèi)容部分討論的一樣，
也會降低材料的粘度，另一個需要考慮的要素是加工溫度。如果需要在高溫或高剪切條件下加工一種材料，
最好的方法是避免使用高溫穩(wěn)定性差的著色劑，如價格低廉的鹽類顏料。顏色胡褪色，
有時造成制品中淺色或深色的斑紋，或?qū)酆衔镌斐刹焕姆磻?yīng)，降低最終產(chǎn)品重要的力學(xué)性能。
停留時間也是一相關(guān)問題。即使加工溫度看上去對著色劑來說不高，暴露時間過長
（由于使用容量太大的大型機(jī)筒）也會造成相同的降解效果。如果重新回用邊角料再生料，增加的熱歷史會造成褪色。
作為一項(xiàng)基本規(guī)則，價格較為適中的有機(jī)顏料趨向于穩(wěn)定性下降，
因此價格最低的配方不可能是最穩(wěn)定的配方，同時，任何原材料都會影響產(chǎn)品的收縮和翹曲率。舉例來說，
常用的酞青藍(lán)都含有能提高聚丙烯等半結(jié)晶樹脂成核的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，同時也會造成不希望出現(xiàn)的收縮。
計算機(jī)模擬的熔體流動圖可以預(yù)測結(jié)果，因此要注意在綠色制品和白色制品尺寸不一致前，調(diào)整配方。
顏料可以影響樹脂重新升溫、保熱或傳熱的方式。例如，
炭黑能夠快速吸收熱量并很好的進(jìn)行傳導(dǎo)，而陶瓷（混合型金屬氧化物）傾向于長時間保持熱量，
特殊的等級反射熱量。鋁類顏料傳熱效果非常好。所有這些效果都會影響周期時間、制品尺寸以及焊接等二次加工。
如果根據(jù)天然（未著色）樹脂獲得的周期時間進(jìn)行試驗(yàn)并應(yīng)用，
由于著色劑造成的導(dǎo)熱變化生產(chǎn)會變得無力可圖。提前考慮顏色在產(chǎn)品開發(fā)過程后期，考慮使用顏色，
那么成本會明顯增加。在減少加工設(shè)計和成型加工之前，除非顏色和助劑在設(shè)計工藝早期同時考慮，
否則不可能實(shí)現(xiàn)塑料產(chǎn)品價值的最大化。試著通過簡單購買一個價格較低的著色劑來降低成本無疑是自找麻煩。
另一方面，與經(jīng)驗(yàn)豐富的著色劑供應(yīng)商進(jìn)行簡單的交流可以更順利地進(jìn)行加工，
避免出現(xiàn)問題。供應(yīng)商可以引領(lǐng)您設(shè)計出穩(wěn)定還節(jié)約的配方。為了盡可能早地將顏色引入產(chǎn)品開發(fā)過程，
建議加工企業(yè)以及他們的客戶利用好大型顏色供應(yīng)商的顏色咨詢服務(wù)的優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)室分析、
流體模擬以及性能測試能確定失敗的風(fēng)險，因此可以在制定資源成本承諾錢，避免失敗的風(fēng)險。
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