含炭黑的PE管材，一般有两种工艺。其一，是用混配料直接挤出，其二是用本色树脂预混炭黑色母料进行生产。不过后者在生产过程中能较少生产混配料的二次加工，降低了部分生产成本。所以本色树脂预混炭黑色母料的方法，在现在也是主流。我们今天就主要针对这个方法来看看炭黑的分散性对管材的影响。
我们先在同样温度下降不同炭黑色母料和本色树脂同时加入转矩流变仪的混合腔中进行混合，炭黑的质量分数控制在2.5%。我们在树脂中加入一定量的炭黑色母料，在50r/min的转速下混合7min，之后观察不同混合温度下产物中炭黑的分散性。最终我们发现，混合物中炭黑的质量分数均为2~2.5%，2个色母料在175℃左右达到最佳分散效果，一个在170℃达到最佳效果，还有一个在18摄氏度附近达到最佳的分散效果。我们认为，在同样本色树脂中加入不同的色母料，混合温度对于炭黑的分散有一定的影响，不过达到最佳效果的温度在160-180摄氏度之间。
随后我们又在不同的色母料和本色树脂在最佳混合温度下混合，发现不同色母料的最佳炭黑分散温度虽然各不相同，但是所对应的最大转矩在61~64Nm之间。(天津优盟化工科技有限公司专注高品质炭黑的研发与生产。www.tjymhg.com 联系人：孟经理
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回顾两个测试，我们发现，混合温度高于色母料熔点50℃时，可以使炭黑达到最佳分散，由于使用同种本色树脂，炭黑分散效果主要取决于炭黑熔点与温度的关系。最佳温和温度时的最大转矩基本不变，我们可以认为温度对炭黑的分散影响主要体现在通过升高温度，本色树脂和色母料达到一定的熔融程度，这种熔融有利于炭黑和树脂表面的接触和束紧。在160~180℃下，本色树脂转矩相对不变，产物转矩下降的原因是炭黑达到一定流变时的润滑作用，从而可以确定，最佳炭黑分散温度的本质是温度对炭黑色母料熔融状态的影响，也就是高于炭黑色母料熔点50℃达到炭黑最佳分散温度。
我们做的第三个测试，是将本色树脂添加质量分数为2.5%的色母料，在不同温度下用转速和时间做正交实验。结果发现，长时间的混合容易使PE讲解，所以混合时间控制在10min以内，从结果中能看出，转速为50r/min时且混合时间在5min以内时，平均炭黑分散等级均大于2.0，这主要是因为时间不利于炭黑色母料的额聚集体充分分散，仍旧存在于凝聚体密集堆积的炭黑大颗粒。5分钟之后，炭黑颗粒分散均匀，表面积增大，分离为完全不连续的原声凝聚体，炭黑表面被树脂完全的覆盖达到比较理想的炭黑分散。而随着时间的增加，炭黑的分散等级并没有变化。我们认为，5分钟为最佳混合的时间。
第四个测试，我们想知道不同的色母料性能的比较，因为炭黑的分撒性除了取决于物理混合因素之外，也取决于炭黑色母料的本身性质，一般来说原生凝聚体的尺寸和结构跟这方面有很大关系，我们知道，炭黑的粒径越小，分散效果也就越好。在我们分别用utong的色母料在最佳的物理混合条件下做实验之后发现，不同的色母料在嘴贱的条件下混合所得的产物根据炭黑的粒径相关。
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