Chúng ta nhìn thấy màu của một vật là nhờ mắt tiếp nhận phần phổ sóng không bị hấp thụ của ánh sáng phản xạ trên vật.
Chúng ta nhìn thấy vật màu đỏ, có nghĩa rằng các phổ sóng khác màu đỏ đã bị vật hấp thụ, chỉ còn phần phổ tương ứng sắc đỏ phản xạ trên vật đi vào mắt chúng ta.
Do vậy, khi chúng ta đưa các hạt mang màu vào trong nền nhựa thì việc nhìn thấy màu của chúng là nhờ phần tia phản xạ trên bề mặt của các hạt mang màu đến mắt của ta.
- Về hình dáng của phần tử mang màu thường thấy là: vảy, cầu, kim,... và sau này người ta tạo thêm các cấu trúc có tâm (cell)
- Về hình thái chúng có 3 dạng cơ bản: đơn thể - hạt cơ sở (primary particle), dạng tập hợp (agglomerate) và dạng cô kết (Aggregate). Trạng thái tập hợp là dạng các hạt cơ sở tập hợp lại thành thể có kích thước lớn hơn, nhưng không bền chặt và không có cấu trúc sắp xếp. Dạng cô kết là trạng thái các hạt cơ sở tập hợp với nhau và sắp xếp bền chặt thành cấu trúc.
Do việc cảm nhận màu của chúng ta là nhờ phần ánh sáng sáng phản xạ trên bề mặt của các hạt mang màu, chính vì thế bề mặt riêng (diện tích bề mặt trên một đơn vị khối lượng) của hạt màu là yếu tố được đánh giá quan trọng nhất. Hạt màu có diện tích riêng càng lớn thì khả năng tạo màu cho nhựa càng cao, chính vì thế:
- Hạt có đường kính càng nhỏ, thì diện tích bề mặt riêng càng lớn. Đường kính trung bình của hạt giảm một nửa thì số lượng hạt tăng gấp 8 lần (2^3) và diện tích bề mặt riêng tăng gấp 2 lần. Để dễ hiểu, ta có thể lấy khối rubic 2x2x2 làm gợi nhớ. Hình khối lớn có đường kính gấp đôi của 8 khối viên nhỏ. Diện tích bề mặt hở ban đầu là 4*6=24 và nếu tách rời 8 khối viên nhỏ, thì tổng diện tích bề mặt mới là 8*6=48.
- Hạt màu bị cô kết thì sẽ giảm diện tích riêng và sẽ giảm khả năng tạo màu.
- Người ta thấy rằng đối với hình dáng cân đối, tức các cạnh gần bằng nhau, thì diện tích riêng sẽ lớn nhất. Vì thế hạt màu dạng cầu là tương đối lý tưởng nhất.
Trong thực tế người ta nhận thấy rằng các hạt mang màu nói riêng và các thành phần dạng hạt khác nói chung thường có xu hướng tập hợp và cô kết lại trong quá trình gia công. Điều này có thể lý giải là vì:
- Các vật thể dạng hạt thường có đặc tính chảy khác polymer, có kích thước lớn hơn phân tử polymer nên chúng có xu hướng bị kéo về phía vùng chảy có vận tốc thấp.
- Các hạt có bản chất giống nhau, chúng thường có khuynh hướng hút nhau và hình thành thể tập hợp.
Chính sự cô kết làm giảm diện tích riêng nên chúng cũng làm giảm hiệu quả tạo màu của các hạt mang màu, vì thế người ta rất quan tâm đến vấn đề phân tán màu trong quá trình gia công.
Đánh giá sự phân tán của bột màu trong nhựa, người ta phân cơ bản thành 4 nhóm như hình bên dưới, dựa theo sự phân tán (dispersion) và sự phân bố (distribution).
- Phân tán - trục hoành: Phân tán thô (hạt lớn) và phân tán tinh (hạt nhỏ)
- Phân bố - trục tung: Phân bố đồng nhất (đều) và phân bố không đồng nhất.
Trong quá trình gia công, người ta cố gắng đạt được trạng thái phân tán tinh và phân bố đồng nhất sẽ là trạng thái tạo màu hiệu quả nhất. Để làm được điều này, người ta phải đảm bảo:
- Năng lượng của quá tình phân tán phải đảm bảo đủ lớn, để phá vỡ các trạng thái tập hợp và cô kết.
- Phải đảm bảo ngăn chặn quá trình tái tập hợp và cô kết bằng các chất trợ phân tán. Các chất trợ phân tán là thành phần giúp bao bọc bề mặt của hạt màu, giúp chúng chuyển động thuận lợi trong dòng nhựa; đồng thời chúng cách ly các hạt màu nên ngăn quá trình tập hợp xảy ra.
Hiện nay, các nhà sản xuất bột màu đã từng bước hoàn thiện các loại chất phân tán riêng cho từng loại bột màu và áo phủ chúng tên bề mặt của bột màu. Chính nhờ thế mà bột màu phân tán được thuận lợi và dễ dàng hơn trong quá trình sử dụng.
Tài liệu tham khảo bổ sung
1)) https://www.slideshare.net/benjaminlukas/powerpoint-bsk3153pigments-pdf
2)) https://www.slideserve.com/oral/coloring-of-plastics-presented-by-color-and-appearance-division
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét