BIẾN MÀU TRONG GIA CÔNG CỦA CHẤT TẠO MÀU
Cơ chế hóa - lý của chất tạo màu trong gia công nhựa (Physicochemical Discoloration of Plastic Colorants)
Phạm vi: Không bao gồm trường hợp chất tạo màu hữu cơ bị đứt liên kết, cháy hoặc phân hủy nhiệt theo nghĩa thông thường.
Tài liệu vẫn xét các hiện tượng chuyển pha, mất nước cấu trúc, phản ứng acid-base, oxy hóa-khử, hòa tan - tái kết tinh, trao đổi ion và thay đổi trạng thái phân tán vì đây là các cơ chế hóa - lý khác với sự phân hủy nhiệt đơn thuần.
1. Khái quát các cơ chế hóa - lý gây đổi màu
Màu của sản phẩm nhựa không chỉ do cấu trúc hóa học của chất tạo màu mà còn phụ thuộc vào:
- Dạng tinh thể.
- Kích thước và mức kết tụ hạt.
- Trạng thái hòa tan.
- Môi trường ion.
- Mức độ phân pha của polymer.
- Hướng sắp xếp của pigment hiệu ứng.
- Độ kết tinh của nền nhựa.
Vì vậy, một công thức có thể thay đổi sắc màu dù nhiệt độ vẫn nằm trong cửa sổ gia công và chất tạo màu chưa bị phân hủy nhiệt.
1.1. Chuyển dạng tinh thể (Crystal Phase Transition/Polymorphism)
Các dạng đa hình (Polymorph) có cách đóng gói phân tử khác nhau nên dải hấp thụ ánh sáng và sắc độ (Hue) cũng khác nhau. Nhiệt, lực cắt, dung môi vi mô và quá trình làm nguội có thể làm thay đổi tỷ lệ giữa các dạng tinh thể.
1.2. Mất nước cấu trúc (Dehydration/Dehydroxylation)
Oxide chứa nhóm hydroxyl hoặc nước cấu trúc có thể chuyển sang một pha oxide khác, làm thay đổi trạng thái phối trí của ion kim loại và màu sắc quan sát được.
1.3. Trao đổi ion hoặc thế kim loại (Ion Exchange/Transmetallation)
Bột màu azo lake chứa calcium, barium, strontium hoặc manganese có thể tương tác với các cation hoạt động từ chất ổn định, chất bôi trơn và chất bắt acid.
1.4. Tương tác acid-base và oxy hóa-khử (Acid-Base and Redox Interaction)
Acid, base, chất khử, ion kim loại và sản phẩm oxy hóa của phụ gia có thể phá hủy tâm màu hoặc tạo ra cấu trúc mang màu mới.
1.5. Hòa tan, phân bố pha và tái kết tinh (Solubilization, Partitioning and Recrystallization)
Cân bằng giữa pigment rắn và phân tử hòa tan thay đổi trong nhựa nóng chảy. Khi nguội, chất tạo màu có thể tái kết tinh, di hành ra bề mặt hoặc phân bố ưu tiên vào một pha polymer nhất định.
1.6. Nhiệt sắc thuận nghịch (Reversible Thermochromism)
Màu thay đổi khi sản phẩm nóng nhưng hồi phục sau khi nguội, do cấu trúc điện tử hoặc khoảng cách mạng tinh thể thay đổi. Hiện tượng này không nhất thiết liên quan đến phản ứng phá hủy chất tạo màu.
NGOÀI 6 YẾU TỐ CHÍNH TRÊN, CÓ THÊM 4 NGUYÊN NHÂN PHÁT SINH TỪ PHÂN TÁN VÀ KẾT TINH CỦA YẾU TỐ ĐI CÙNG CŨNG GÂY ẢNH HƯỞNG MÀU SẮC.
1.7. Phân tán, phá kết tụ và tái kết tụ (Dispersion, Deagglomeration and Reagglomeration)
Kích thước đơn vị phân tán quyết định lực màu, độ trong, sắc độ nền và độ bóng. Lịch sử lực cắt khác nhau có thể tạo ra sai lệch màu giữa các lần gia công.
1.8. Định hướng hạt dị hướng (Anisotropic Particle Orientation)
Pigment kim loại hoặc pigment ngọc trai có khả năng phản xạ phụ thuộc góc. Hướng dòng chảy, vị trí cổng phun và đường hàn làm các phiến pigment sắp xếp khác nhau, tạo ra vùng sáng tối hoặc đổi màu theo góc nhìn.
1.9. Tạo mầm và biến đổi quang học của nền nhựa (Nucleation and Matrix Optical Change)
Pigment có thể làm thay đổi độ kết tinh và khả năng tán xạ ánh sáng của polymer bán tinh thể. Vì vậy, màu quan sát được có thể thay đổi dù bản thân pigment không thay đổi cấu trúc.
1.10. Dập tắt huỳnh quang (Fluorescence Quenching)
Nồng độ quá cao, sự kết tụ hoặc sự hiện diện của ion kim loại có thể làm giảm phát xạ của pigment huỳnh quang và chất tăng trắng quang học.
2. Bảng mở rộng theo Chỉ số Màu (Colour Index – C.I.)
Lưu ý: C.I. chỉ nhận diện họ hóa học, không bảo đảm hai cấp pigment có cùng C.I. sẽ có kích thước tinh thể, xử lý bề mặt, độ hòa tan hoặc độ ổn định giống nhau.
Mọi đánh giá cuối cùng phải được thực hiện trên đúng cấp thương mại, nền nhựa, nồng độ và lịch sử gia công thực tế.
| Mã C.I. | Tên màu/cấu trúc hóa học | Biểu hiện đổi màu | Nguyên nhân hóa - lý cốt lõi |
|---|---|---|---|
| PB 15/PB 15:0 | Đồng phthalocyanine dạng alpha (α-Copper Phthalocyanine), cấp chưa ổn định | Xanh dương ánh đỏ chuyển sang xanh dương ánh lục; độ tươi hoặc độ trong có thể thay đổi. | Chuyển dạng tinh thể (Crystal Phase Transition): Dạng alpha kém bền có thể chuyển dần sang dạng beta bền hơn dưới tác động kết hợp của nhiệt, ứng suất cắt và môi trường polymer. Mức đổi màu phụ thuộc cấp thương mại; không thể áp dụng một ngưỡng nhiệt duy nhất cho mọi sản phẩm. [1][2] |
| PY 42 | Oxide sắt vàng, goethite – α-FeO(OH) | Vàng đất chuyển sang cam, đỏ gạch hoặc đỏ nâu. | Mất nước cấu trúc (Dehydroxylation): Goethite giải phóng nước cấu trúc và chuyển thành hematite α-Fe₂O₃. Đây là chuyển pha hóa học của oxide chứa hydroxyl, không phải hiện tượng cháy hoặc cắt mạch chất màu hữu cơ. Nhiệt độ khởi phát phụ thuộc kích thước hạt và lịch sử gia nhiệt. [3] |
| PR 48:2 | Đỏ azo lake 2B, muối calcium (Calcium Monoazo Lake) | Đỏ ánh xanh có thể dịch về đỏ ánh vàng hoặc thay đổi độ sạch màu trong PVC. | Trao đổi ion/thế kim loại (Ion Exchange/Transmetallation):Cation của pigment lake có thể bị ảnh hưởng bởi nguồn Ba, Zn hoặc cation hoạt động từ hệ ổn định PVC. Hiện tượng phụ thuộc mạnh vào công thức ổn định và cấp pigment; cần thử trực tiếp thay vì suy luận từ C.I. [1][2] |
| PW 6 | Titanium dioxide – TiO₂ rutile hoặc anatase | 1. Hơi vàng khi nóng rồi trở lại trắng khi nguội.2. Trắng ngả hồng hoặc vàng trong công thức polyolefin chứa AO phenol. | Có hai cơ chế: nhiệt sắc thuận nghịch do cấu trúc điện tử thay đổi theo nhiệt độ; và sự hình thành sản phẩm oxy hóa dạng quinone/quinone methide từ chất chống oxy hóa phenol. Một số bề mặt TiO₂ hoặc ion Ti⁴⁺ làm hiện tượng vàng-hồng rõ hơn. Không nên mô tả chung là TiO₂ tự phân hủy. [4][5] |
| PB 29 | Xanh ultramarine – phức sodium aluminosilicate sulfur | Mất màu xanh, xám hóa; có thể xuất hiện mùi lưu huỳnh. | Tấn công bởi acid (Acid Attack): Acid phá vỡ các tâm màu polysulfide trong mạng aluminosilicate. Rủi ro tăng khi PVC giải phóng HCl, có acid stearic tự do hoặc chất trợ gia công mang tính acid. Cấp pigment phủ silica kháng acid có độ bền tốt hơn cấp thông thường. [1][6] |
| PB 27 | Xanh Phổ/Xanh Milori (Prussian Blue), phức iron cyanide | Xanh chuyển nâu vàng hoặc giảm cường độ màu. | Nhạy với kiềm và oxy hóa-khử (Base/Redox Sensitivity):Môi trường kiềm có thể phá mạng phức và hình thành hydroxide sắt màu nâu. Môi trường khử có thể làm mất hệ chuyển điện tích tạo màu xanh. Cần tránh phụ gia kiềm mạnh và điều kiện gia công vượt phạm vi sử dụng của pigment. [1] |
| PY 138 | Vàng quinophthalone | Tăng độ trong, thay đổi lực màu và dịch sắc vàng khi nhiệt độ hoặc thời gian lưu thay đổi. | Hòa tan một phần trong nhựa nóng chảy (Partial Solubilization): Cân bằng pigment rắn – phân tử hòa tan thay đổi theo nền nhựa, nhiệt độ, nồng độ và kích thước tinh thể. Không thể khẳng định mọi PY 138 đều hòa tan hoàn toàn trên một nhiệt độ cố định. Pigment có thể tái kết tinh khi nguội. [1][2] |
| PR 177 | Đỏ anthraquinone | Độ trong và lực màu thay đổi; sau làm nguội hoặc gia công lại có thể xuất hiện lệch màu. | Hòa tan – tái kết tinh (Solubilization–Recrystallization):Một phần pigment hòa tan trong pha nhựa nóng rồi tái kết tinh với kích thước hoặc phân bố khác. Mức độ phụ thuộc nền nhựa kỹ thuật, nồng độ, lịch sử nhiệt và cấp pigment. [1][2] |
| PW 4 | Zinc oxide – ZnO | Trắng chuyển vàng khi còn nóng; gần như trở lại trắng sau khi nguội. | Nhiệt sắc thuận nghịch (Reversible Thermochromism): Sự thay đổi mức năng lượng và mật độ khuyết tật oxygen làm vùng hấp thụ dịch chuyển. Cần phân biệt với sự vàng hóa vĩnh viễn của polymer hoặc phụ gia. [3] |
| PW 7/PW 5 | Zinc sulfide/lithopone – ZnS hoặc ZnS + BaSO₄ | Trắng hơi vàng khi nóng rồi hồi trắng khi nguội; cấp không phù hợp có thể xám khi gặp ion kim loại. | Nhiệt sắc thuận nghịch và phản ứng bề mặt: ZnS có đáp ứng quang học phụ thuộc nhiệt độ. Sulfide còn có thể phản ứng với một số ion kim loại chuyển tiếp hoặc pigment chứa chì, tạo sulfide sẫm màu. Phải đánh giá toàn bộ hỗn hợp màu. [3] |
| PBk 11 | Oxide sắt đen – magnetite Fe₃O₄ | Đen chuyển nâu, đỏ nâu hoặc giảm độ sâu đen. | Oxy hóa và chuyển pha (Oxidation/Phase Conversion):Magnetite có thể chuyển qua maghemite rồi thành hematite trong điều kiện có oxygen và lịch sử nhiệt đủ mạnh. Đây là biến đổi trạng thái oxy hóa – tinh thể, khác với phân hủy nhiệt của pigment hữu cơ. [3] |
| PV 19 | Quinacridone, dạng beta hoặc gamma | Dịch chuyển giữa đỏ tím, tím đỏ và đỏ xanh; đồng thời thay đổi độ trong và lực màu. | Đa hình tinh thể (Polymorphism): Dạng beta và gamma có cách đóng gói tinh thể và phổ hấp thụ khác nhau. Dung môi, nhiệt, lực cắt và quá trình tái kết tinh có thể làm thay đổi tỷ lệ dạng tinh thể nếu cấp pigment không được ổn định tốt. [1][7] |
| PY 34/PR 104 | Chrome yellow/molybdate orange, pigment chứa lead chromate thuộc nhóm cũ | Vàng hoặc cam chuyển xanh xỉn, nâu hoặc đen khi gặp tác nhân chứa sulfur hay môi trường khử. | Phản ứng sulfide và oxy hóa-khử: Thành phần chứa chì có thể tạo PbS sẫm màu; chromate cũng nhạy với môi trường khử. Các pigment này bị hạn chế nghiêm ngặt trong nhiều ứng dụng nhưng vẫn có thể gặp trong nhựa tái sinh cũ. [3] |
| PBk 7 | Carbon black | Đen xám hoặc nâu chuyển thành đen sâu hơn, thường kèm ánh xanh; hoặc xảy ra theo chiều ngược lại khi tái kết tụ. | Thay đổi trạng thái phân tán: Mức độ phá vỡ agglomerate quyết định độ đen sâu, sắc độ nền và lực màu. Phân tán tốt hơn thường làm màu đen sâu và ánh xanh rõ hơn; tái kết tụ làm giảm độ đen, tăng ánh xám hoặc nâu. Đây là biến đổi quang học do kích thước đơn vị phân tán, không phải thay đổi hóa học của carbon. [8] |
| Nhiều C.I. hữu cơ | Phthalocyanine, quinacridone, DPP, azo, isoindolinone… | Mẻ đầu nhạt hoặc xỉn; sau một hoặc hai lần đùn lại màu đậm và sạch hơn. Màu cũng có thể thay đổi theo tốc độ vít và áp suất ngược. | Phá kết tụ do lực cắt (Shear Deagglomeration): Năng lượng phân tán cao hơn làm tăng diện tích quang học hữu hiệu và độ đồng đều của hạt. Phân tán yếu tạo agglomerate, đốm màu và lực màu thấp. Nếu tương hợp kém, hạt có thể tái kết tụ trong quá trình chảy. [2][9] |
| PR 122, PR 254, PV 19, PY 139… | Pigment hữu cơ hiệu năng cao, đặc biệt là cấp hạt nhỏ và có độ trong cao | Sau ép phun hoặc đùn, màu trở nên trong và đậm; sau làm nguội, ủ hoặc gia công lại có thể xỉn, đục hoặc lệch sắc. | Hòa tan – tái kết tinh: Pigment có thể hòa tan một phần ở trạng thái nóng rồi kết tinh lại thành hạt có kích thước hoặc hình thái khác. Tái kết tinh gần bề mặt có thể gây hiện tượng di hành bề mặt (Bloom). Cùng một C.I. nhưng các cấp thương mại khác nhau có thể cho kết quả khác nhau. [1][2] |
| Thuốc nhuộm dung môi – nhiều C.I. | Thuốc nhuộm hòa tan trong polymer (Polymer-Soluble Dyes) | Thay đổi độ trong, lệch sắc hoặc xuất hiện bloom khi chuyển từ PS sang HIPS, ABS, PC/ABS hoặc nhựa chứa chất hóa dẻo. | Phân bố ưu tiên giữa các pha (Preferential Partitioning):Dye phân bố khác nhau giữa pha styrenic, pha cao su, chất hóa dẻo và phụ gia chống tĩnh điện. Pha cao su trong HIPS hoặc ABS có thể làm tăng nguy cơ di hành hoặc bloom dù dye vẫn ổn định trong GPPS đồng nhất. [2] |
| Không có C.I. đơn | Pigment huỳnh quang ban ngày (Daylight Fluorescent Pigments) | Màu neon mất độ chói, chuyển đục hoặc sai sắc dù chất màu chưa bị cháy. | Dập tắt huỳnh quang và tương tác ion (Fluorescence Quenching): Tự kết tụ ở nồng độ cao hoặc ion kim loại tự do như Zn, Mg, Ca và Fe từ phụ gia có thể làm giảm phát xạ. Độ phân tán và khả năng tương hợp của nhựa mang pigment huỳnh quang cũng quyết định độ sáng. [10] |
| OB-1, OB, KCB, FP-127 | Chất tăng trắng quang học (Optical Brighteners – FWA) | Tăng liều nhưng nhựa không trắng hơn; ngược lại có thể xám, xanh lục nhạt hoặc giảm độ sáng. | Tự dập tắt do nồng độ và kết tụ (Concentration/Aggregation Quenching): Khi các phân tử FWA ở quá gần nhau, hiệu suất phát xạ giảm. Khả năng hòa tan không đủ hoặc carrier không phù hợp tạo tinh thể nhỏ, haze và phân bố màu không đều. [10][11] |
| C.I. 77000 | Nhôm dạng lá (Aluminum Metallic Flakes) | Bạc sáng chuyển xám tối, mất độ lấp lánh; xuất hiện đường dòng hoặc đường hàn tối màu. | Định hướng và hư hại hình học hạt: Dòng chảy định hướng lá nhôm song song hoặc vuông góc với bề mặt, làm phản xạ thay đổi theo từng vùng. Lực cắt quá cao có thể uốn hoặc làm gãy lá nhôm, giảm kích thước bề mặt phản xạ và làm màu xám hơn. [12] |
| C.I. 77019 + PW 6 | Mica/TiO₂ pearlescent – pigment ngọc trai | Mất ánh ngọc, thay đổi hiệu ứng flop; vùng gần cổng phun hoặc đường hàn tối và khác màu. | Định hướng phiến và giao thoa quang học: Màu phụ thuộc góc phiến, chiều dày lớp phủ TiO₂ và hướng quan sát. Dòng chảy fountain flow, vị trí cổng phun và đường hàn làm các phiến xoay khác nhau. Lực cắt mạnh có thể làm vỡ phiến. [12] |
| Nhiều C.I. hữu cơ | Pigment trong HDPE, PP và polymer bán tinh thể | Cùng công thức nhưng khu vực nguội nhanh sáng hoặc đục hơn; vùng nguội chậm đậm hoặc trong hơn. Có thể thấy vết dòng như sai màu. | Pigment tạo mầm cho polymer: Một số pigment hữu cơ làm thay đổi tốc độ kết tinh, kích thước tinh thể cầu (Spherulite) và độ tán xạ ánh sáng của nền nhựa. Màu quan sát thay đổi dù cấu trúc hóa học của pigment không đổi. Hiệu ứng thường mạnh hơn trong HDPE và phụ thuộc xử lý bề mặt pigment. [13] |
| Nhiều C.I. | Pigment hoặc dye có độ hòa tan giới hạn | Màu giảm dần theo thời gian chạy máy; sau đó xuất hiện vệt màu đậm, bám đầu khuôn hoặc plate-out. | Di hành đến bề mặt kim loại và lắng đọng: Chất tạo màu hoặc chất phân tán có độ tương hợp thấp tách khỏi nhựa nóng chảy rồi bám vào die lip, đầu khuôn hoặc hot runner. Pha màu trong dòng nhựa bị nghèo đi, sau đó cặn được giải phóng cục bộ. Không nên nhầm với phân hủy nhiệt nếu cặn không có dấu hiệu cháy. [2] |
| Nhiều C.I. | Masterbatch có carrier không tương hợp | Màu sữa, haze, vệt hoặc lực màu thấp hơn so với cùng lượng chất tạo màu trong carrier phù hợp. | Phân pha vi mô (Microphase Separation): Carrier PE dùng trong nhựa phân cực hoặc carrier có độ nhớt chênh lệch quá lớn sẽ không phân bố đồng đều. Các domain phân pha tán xạ ánh sáng và giữ chất tạo màu cục bộ. Biến đổi quan sát được đến từ vi cấu trúc hỗn hợp, không phải sự phân hủy của chất màu. [2][9] |
3. Các yếu tố cộng hưởng và cách phân biệt
3.1. Chất chống oxy hóa phenol cản và TiO₂ (Hindered Phenolic Antioxidants and TiO₂)
Chất chống oxy hóa phenol có thể tạo ra sản phẩm oxy hóa quinoid màu vàng-hồng. Một số bề mặt TiO₂, ion Ti⁴⁺, tạp Fe³⁺ và môi trường kiềm do HALS tạo ra có thể làm màu hồng rõ hơn.
Nếu mẫu trắng có TiO₂ bị hồng nhưng mẫu nhựa tự nhiên không bị hồng, cần kiểm tra tương tác giữa TiO₂ và gói ổn định trước khi kết luận pigment trắng bị phân hủy.
3.2. Chất ổn định PVC và xà phòng kim loại (PVC Stabilizers and Metal Soaps)
Các hệ Ba/Zn, Ca/Zn, organotin, calcium stearate, zinc stearate và acid stearic có thể làm thay đổi môi trường ion hoặc acid-base.
Pigment lake, ultramarine và Prussian blue đặc biệt nhạy với những tương tác này. Nên thực hiện thử nghiệm tách biến với từng phụ gia.
3.3. Lịch sử lực cắt và mức phân tán (Shear History and Dispersion)
Nếu màu thay đổi rõ khi tăng tốc độ vít, áp suất ngược hoặc sau khi đùn lại nhưng phổ hóa học không thay đổi, nguyên nhân ưu tiên là:
- Phá kết tụ.
- Tái kết tụ.
- Phân bố carrier.
- Phân pha vi mô.
Không nên vội kết luận là phân hủy nhiệt.
3.4. Tốc độ nguội và độ kết tinh (Cooling Rate and Crystallinity)
Nếu khu vực dày, mỏng hoặc gần cổng phun có các giá trị L*, độ mờ (Haze) và độ bóng khác nhau nhưng thành phần pigment đồng nhất, cần kiểm tra độ kết tinh và hướng dòng của polymer.
3.5. Hòa tan và tái kết tinh (Solubilization and Recrystallization)
Nếu mẫu nóng trong hoặc đậm hơn nhưng sau khi ủ hoặc lưu kho lại trở nên đục, nhạt hoặc xuất hiện bloom, cần kiểm tra cơ chế hòa tan – tái kết tinh bằng:
- Phân tích nhiệt lượng quét vi sai (Differential Scanning Calorimetry – DSC).
- Kính hiển vi.
- Chiết dung môi.
- Đo màu theo thời gian.
- Nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction – XRD), nếu nghi ngờ thay đổi dạng tinh thể.
4. Trình tự kiểm tra nhanh tại nhà máy
-
So sánh plaque ép tại ba mức nhiệt độ nhưng giữ nguyên thời gian lưu và lực cắt.
-
So sánh mẫu sau một lần đùn và hai lần đùn để tách ảnh hưởng của mức phân tán khỏi phản ứng hóa học.
-
Đo các giá trị L, a, b*, độ bóng và haze tại ba thời điểm:
- Khi mẫu còn nóng.
- Sau 24 giờ.
- Sau khi ủ tăng tốc.
- Khi mẫu còn nóng.
-
Thực hiện công thức tách biến:
- Bỏ TiO₂.
- Bỏ HALS.
- Thay đổi chất bắt acid.
- Thay đổi hệ ổn định.
- Thay đổi carrier của masterbatch.
- Thay đổi chất phân tán.
- Bỏ TiO₂.
-
Kiểm tra bề mặt đầu khuôn, die lip và hot runner để phát hiện:
- Plate-out.
- Cặn màu.
- Sự nghèo màu dần theo thời gian chạy.
- Cặn bị giải phóng cục bộ vào sản phẩm.
- Plate-out.
-
Khi nghi ngờ chuyển pha hoặc tái kết tinh, sử dụng XRD hoặc DSC.
-
Khi nghi ngờ tương tác hóa học, sử dụng:
- Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy – FTIR).
- Quang phổ tử ngoại – khả kiến (Ultraviolet–Visible Spectroscopy – UV-Vis).
- Phân tích ion.
- Phân tích thành phần kim loại.
- Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy – FTIR).
4.1. Hướng dẫn diễn giải nhanh
| Biểu hiện quan sát | Cơ chế nên ưu tiên kiểm tra |
|---|---|
| Màu hồi phục hoàn toàn sau khi mẫu nguội | Nhiệt sắc thuận nghịch |
| Màu tiếp tục thay đổi sau 24–72 giờ | Tái kết tinh, di hành, bloom hoặc phản ứng với phụ gia |
| Màu phụ thuộc mạnh vào góc nhìn | Định hướng pigment kim loại hoặc pigment hiệu ứng |
| Sai màu tập trung tại cổng phun, đường dòng hoặc đường hàn | Định hướng hạt, tốc độ nguội hoặc độ kết tinh nền nhựa |
| Màu thay đổi rõ sau lần đùn thứ hai nhưng không có sản phẩm hóa học mới | Phá kết tụ, tái kết tụ hoặc thay đổi trạng thái phân tán |
| Màu giảm dần khi chạy máy rồi xuất hiện vệt màu đậm | Plate-out, lắng đọng và giải phóng cặn màu |
| Công thức có TiO₂ và AO phenol bị vàng-hồng nhưng nhựa tự nhiên không bị | Tương tác TiO₂ – chất chống oxy hóa – HALS |
| Màu thay đổi khi đổi carrier masterbatch | Phân pha vi mô hoặc khác biệt về khả năng phân tán |
5. Kết luận kỹ thuật
Biến đổi màu trong gia công nhựa không đồng nghĩa với việc chất tạo màu đã bị phân hủy nhiệt. Ngoài độ bền nhiệt của pigment hoặc dye, cần đánh giá đồng thời:
- Dạng tinh thể và khả năng chuyển pha.
- Trạng thái phân tán và mức kết tụ.
- Khả năng hòa tan và tái kết tinh.
- Sự phân bố chất màu giữa các pha polymer.
- Tương tác acid-base và oxy hóa-khử.
- Trao đổi ion với phụ gia.
- Định hướng của pigment hiệu ứng.
- Ảnh hưởng của pigment đến độ kết tinh nền nhựa.
- Sự dập tắt huỳnh quang.
- Khả năng plate-out và di hành.
Không nên chỉ dựa vào mã C.I. hoặc nhiệt độ chịu nhiệt công bố. Kết luận vật liệu phải được xác nhận trên đúng cấp thương mại, nền nhựa, nồng độ, gói phụ gia và điều kiện gia công thực tế.
6. Tài liệu tham khảo
[1] Industrial Organic Pigments: Production, Properties, Applications
- Tác giả: W. Herbst, K. Hunger, G. Wilker
- Năm: 2004
- Ấn bản: Third Edition
- Nhà xuất bản: Wiley-VCH
- DOI: 10.1002/3527602429
- URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/3527602429
[2] The Coloration of Plastics and Rubber
- Tổ chức: Heubach
- Năm: 2023
- Nội dung chính: Pigment, dye, migration, blooming và lựa chọn chất tạo màu theo polymer.
- URL: https://admin.heubach.com/wp-content/uploads/2023/03/Heubach-Brochure-The-Coloration-of-Plastics-and-Rubber-012023-PLA2002EN-1.pdf
[3] Industrial Inorganic Pigments và High Performance Pigments
- Tác giả/biên tập: G. Buxbaum, G. Pfaff; H. M. Smith
- Năm: 2002
- Nhà xuất bản: Wiley-VCH
- DOI của High Performance Pigments: 10.1002/3527600493
- URL: https://hero.epa.gov/reference/6656349/
[4] Yellowing and Pinking of White PE/PP
- Tổ chức: Ampacet
- Nội dung chính: Tương tác giữa chất chống oxy hóa phenol, sản phẩm quinone và TiO₂ trong polyolefin trắng.
- URL: https://www.ampacet.com/faqs/yellowing-and-pinking-white-pe-pp/
[5] Preventing Gas Fading in Polyethylene
- Tổ chức: NOVA Chemicals
- Năm: 2019
- Loại tài liệu: Technical Bulletin
- URL: https://www.novachem.com/wp-content/uploads/NOVA-Chem-Tech-Bulletin-GasFading-FINAL-2019.pdf
[6] Preparation of Acid-Resisting Ultramarine Blue by Novel Two-Step Silica Coating Process
- Tác giả: J. Li và cộng sự
- Năm: 2011
- Tạp chí: Industrial & Engineering Chemistry Research
- DOI: 10.1021/ie200343k
- URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ie200343k
[7] Color Polymorphism in Organic Crystals
- Tác giả: B. A. Nogueira và cộng sự
- Năm: 2020
- Tạp chí: Communications Chemistry, Volume 3, Article 34
- URL: https://www.nature.com/articles/s42004-020-0279-0
[8] Specialty Carbon Blacks for Plastic Molded Parts
- Tổ chức: Cabot Corporation; Orion Engineered Carbons
- Nội dung chính: Quan hệ giữa trạng thái phân tán, kích thước hạt, độ đen sâu và undertone của carbon black.
- URL: https://www.cabotcorp.com/-/media/files/brochures/specialty-carbon-blacks/brochure-specialty-carbon-blacks-for-plastic-molded-parts.pdf
[9] Processing Parameters and Pigment Dispersion Effects in Compounded Plastics
- Tác giả: J. Al-Sadi
- Năm: 2017
- Tạp chí: Journal of Materials and Environmental Sciences
- URL: https://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol8/vol8_NS/527-JMES-3297-Alsadi.pdf
[10] Technical Guidance for Fluorescent Pigments in Plastics
- Tổ chức: Radiant Color/King Chemicals
- Nội dung chính: Ảnh hưởng của ion kim loại tự do, nồng độ và độ phân tán đến độ sáng của pigment huỳnh quang.
- URL: https://www.kingchemglobal.com/hz-series-fluorescent-pigments-2-product/
[11] Plug-and-Play Optical Materials from Fluorescent Dyes and Macrocycles
- Tác giả: C. R. Benson và cộng sự
- Năm: 2020
- Tạp chí: Matter, Volume 3, Issue 2, trang 480–490
- Nội dung chính: Cơ sở của hiện tượng dập tắt huỳnh quang do nồng độ.
- URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929420303107
[12] Flow-Line-Reducing Tetrahedral Metal Effect Pigments for Injection-Molded Plastics
- Tác giả: N. M. Demski và cộng sự
- Năm: 2025
- Tạp chí: Materials
- URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12526916/
[13] Impact of Pigments on the Dimensional Stability of Plastics
- Tác giả: T. Chirayil, J. Rediske
- Năm: 2016
- Hội nghị: SPE ANTEC
- URL: https://spe-stx.org/newsletters/SPE19JanuaryExtruder/pdfs/ANTEC2016P223.pdf
[14] Colorants in Plastic Applications
- Tác giả: G. Pfaff
- Năm: 2020
- Tạp chí: Physical Sciences Reviews
- DOI: 10.1515/psr-2019-0104
- URL: https://doi.org/10.1515/psr-2019-0104
