Trong thế giới đầy rủi ro của kỹ thuật polyme, việc lựa chọn đúng lô carbon đen không chỉ đơn thuần là vấn đề màu sắc. Đó là quyết định dựa trên các yêu cầu cụ thể về điện, quang học và cơ học của sản phẩm cuối cùng. Mặc dù cả vật liệu dẫn điện và vật liệu sắc tố đều có chung nguồn gốc nhưng cấu trúc phân tử và đặc tính hiệu suất của chúng khác nhau đáng kể để đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp đa dạng.
Hiệu suất của một lô carbon đen chủ yếu được quyết định bởi ba yếu tố: kích thước hạt, cấu trúc (độ phức tạp tổng hợp) và hóa học bề mặt. Vật liệu cấp sắc tố ưu tiên kích thước hạt mịn để hấp thụ ánh sáng tối đa, trong khi cấp dẫn điện tập trung vào các tập hợp có cấu trúc cao để tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển điện tử qua ma trận polyme.
Các loại dẫn điện được thiết kế để đạt đến “ngưỡng thẩm thấu” ở mức tải thấp hơn. Điều này đạt được bằng cách sử dụng than đen có "cấu trúc" cao, nghĩa là các hạt riêng lẻ được hợp nhất thành các chuỗi phân nhánh phức tạp. Khi được sử dụng trong Masterbatch cacbon đen dẫn điện cho thiết bị điện tử , các chuỗi này tạo ra một mạng 3D cho phép dòng điện chạy qua phần nhựa, ngăn ngừa hiện tượng phóng tĩnh điện (ESD) hoặc cung cấp khả năng che chắn nhiễu điện từ (EMI).
Về mặt kỹ thuật, các loại dẫn điện thường có diện tích bề mặt và độ xốp cao hơn. Trong khi các loại sắc tố tập trung vào tính đồng nhất về mặt thẩm mỹ thì các công thức dẫn điện lại tập trung vào việc duy trì tính toàn vẹn cơ học đồng thời tối ưu hóa điện trở suất. Sự chuyển đổi sang điện khí hóa trên thị trường toàn cầu đã làm tăng thêm nhu cầu này.
Nguồn: Cơ quan Năng lượng Quốc tế - Khoáng chất quan trọng trong Nhựa Công nghiệp 2024
Masterbatch cấp bột màu được thiết kế để mang lại độ bóng (độ tối) và độ bền màu cao nhất có thể. Đối với hàng tiêu dùng cao cấp, masterbatch đen có độ bền màu cao là điều cần thiết để đạt được vẻ ngoài cao cấp với việc sử dụng vật liệu tối thiểu. Mục tiêu ở đây là phân tán—đảm bảo mọi cốt liệu cacbon đen đều được làm ướt và tách biệt hoàn toàn để ngăn ngừa các vệt và khuyết tật bề mặt.
So với các loại dẫn điện, các loại sắc tố thường có kích thước hạt sơ cấp nhỏ hơn, làm tăng tổng diện tích bề mặt có sẵn để hấp thụ ánh sáng. Điều này đảm bảo độ mờ hoàn toàn ngay cả trong các ứng dụng có thành mỏng như phim hoặc bao bì.
Sự khác biệt về mặt kỹ thuật giữa hai loại này có thể được tóm tắt bằng mục đích cấu trúc và cách xử lý bề mặt của chúng. Các lớp dẫn điện là chất độn chức năng, trong khi các lớp sắc tố là chất tăng cường quang học.
| Tài sản kỹ thuật | Lớp dẫn điện | Lớp sắc tố |
| Mục tiêu chính | Giảm điện trở suất (ESD/EMI) | Tối đa hóa độ phản lực và độ bền màu |
| Cấu trúc tổng hợp | Cấu trúc cao (chuỗi phức tạp, phân nhánh) | Có thể thay đổi (thường là cấu trúc thấp đến trung bình) |
| Kích thước hạt điển hình | 30nm đến 100nm | 10nm đến 25nm (cho độ phản lực cao) |
| Tiêu chuẩn ngành chính | IEC 61340 (Kiểm soát ESD) | ISO 18314 (Đo màu) |
| Hóa học bề mặt | Hàm lượng oxy thấp giúp dẫn điện tốt hơn | Được xử lý bề mặt để phân tán/làm ướt tối ưu |
Những đột phá về công nghệ vào năm 2024 đã mở rộng việc sử dụng các chất mang chuyên dụng trong sản xuất masterbatch. Ví dụ, nhu cầu về lô carbon đen for melt blown fabric đã phát triển trong lĩnh vực lọc, đòi hỏi sự phân tán siêu mịn để tránh làm tắc nghẽn máy trộn. Đồng thời, các dự án cơ sở hạ tầng cần Masterbatch đen chống tia cực tím cho nhựa để bảo vệ tài sản ngoài trời lâu dài khỏi sự xuống cấp của ảnh do bức xạ mặt trời.
Theo cập nhật gần đây của Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế về tuổi thọ của ống nhựa và màng, việc tích hợp muội than có độ tinh khiết cao hiện là điều cần thiết để đáp ứng tiêu chuẩn tuổi thọ 25 năm trong môi trường khắc nghiệt.
Nguồn: Tiêu chuẩn ISO về độ bền và thời tiết của nhựa 2024-2025
Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Thường Châu Runyi tận dụng lợi thế địa lý của Đồng bằng sông Dương Tử để cung cấp các giải pháp hạt nhựa đẳng cấp thế giới. Những nỗ lực R&D của chúng tôi tập trung sâu sắc vào quy trình và thiết bị sản xuất masterbatch đen sự đổi mới. Kể từ năm 2020, chúng tôi đã mở rộng năng lực của mình để bao gồm các hạt nhựa thổi nóng chảy và các hạt nhựa điện khác nhau, bao gồm cả loại fluorocarbon và gốc nước. Quá trình sản xuất của chúng tôi tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo rằng mọi lô carbon đen chúng tôi xuất khẩu đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất của các đối tác toàn cầu, đồng thời tối đa hóa việc bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường.
Nói chung là không. Masterbatch cấp sắc tố thiếu mạng lưới cấu trúc cao cần thiết để dẫn điện. Để bảo vệ ESD, bạn phải sử dụng một thiết bị cụ thể Masterbatch cacbon đen dẫn điện cho thiết bị điện tử .
Cấu trúc đề cập đến sự phức tạp của cốt liệu cacbon đen. Cấu trúc cao hơn tạo ra nhiều đường cho các electron di chuyển hơn, điều này rất quan trọng để đạt được độ dẫn điện ở mức tải thấp hơn.
Than đen là một trong những chất hấp thụ tia cực tím hiệu quả nhất. A Masterbatch đen chống tia cực tím cho nhựa hoạt động bằng cách hấp thụ bức xạ cực tím có hại và chuyển nó thành nhiệt vô hại, bảo vệ chuỗi polymer khỏi bị đứt.
Thách thức chính là lọc. A lô carbon đen for melt blown fabric phải có độ phân tán đặc biệt để đảm bảo rằng không có hạt lớn nào chặn các lỗ siêu nhỏ trong dây chuyền sản xuất thổi tan chảy.
Nếu một masterbatch đen có độ bền màu cao được sử dụng, bạn có thể đạt được màu mong muốn với lượng tải thấp hơn, điều này thường giúp bảo toàn các đặc tính cơ học ban đầu của nhựa nền so với việc sử dụng lượng lớn bột màu chất lượng thấp.
trướcNo previous article
Kế tiếpLiệu việc lựa chọn Masterbatch cacbon đen nồng độ cao có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất nhựa của bạn không?