As fibras de poliéster preto são geralmente pigmentadas pela adição de masterbatches de negro de fumo ao composto de PET. Apenas alguns negros de carbono são adequados para esta aplicação, são extremamente puros e têm um tamanho de partícula muito fino e geralmente requerem as seguintes condições: Conter pelo menos 96 % De elementos C e poucos elementos O, H, N e S.
Os extrusores de dois parafusos de co-rotação são especialmente adequados para a composição de negros de carbono. Os parâmetros relevantes incluem a relação de diâmetro interno / externo Do / Di e torque específico Md / a³. O último ZSKMc18 da Coperion (ver Figura 1) Black masterbatch, que tem um Do / Di = 1.55, um torque específico de 18 Nm / cm³, um grande volume livre e uma alta potência de dispersão.
Figura 1. O ZSK Mc18 fornece boas condições de processamento para processar masterbatches (Foto: Coperion)
A seção de processo contém várias zonas de processo: da zona de transporte, da zona de plastificação, da zona de dispersão e da zona de homogeneização para a zona de exaustão e da zona de pressão de construção. Os dois parafusos interligados garantem que não há zona morta em todo o processo porque todos eles têm uma Um bom efeito de transporte contínuo e elementos roscados auto-limpadores otimizados permitem o processamento suave de materiais para um bom desempenho de mistura.
Existem dois processos para a composição de masterbatches de negro de carbono baseados em PET: pré-mistura e adição de passo.
No método da pré-mistura, todos os componentes, incluindo resina, aditivos e negro de fumo, são misturados e o parafuso duplo é adicionado em conjunto (ver Figura 2). Para evitar delaminação e aglomerados de negro de carbono na zona de alimentação, é utilizado PET. O pó deve ser em pó. Uma vez que o PET fornecido no mercado tem apenas partículas e flocos, ele deve ser submetido a uma moagem que consome muito tempo e que consome energia. Em seguida, é misturado e alimentado a uma extrusora. Após a fusão, o negro de fumo é disperso, homogeneizado e descarregado. O gás é devolatilizado, extrudido através de uma barra e cortado em partículas.
Figura 2. Misturas mestre em preto-carbono de processo pré-misturado
Em contraste, o processo de alimentação gradual (veja a Figura 3) fornece uma vantagem econômica significativa porque falta o tempo e o custo da pré-mistura do pó de PET e do negro de carbono sem fresagem, neste processo, qualquer forma de PET, pode ser alimentado no parafuso duplo e depois derretido. O negro de fumo será adicionado separadamente à massa fundida. Neste ponto, o toner será empurrado suavemente para a massa fundida e disperso. Se ambos, ao mesmo tempo A extrusora resultará na compressão do negro de fumo, que, dadas as fortes forças radiais nesta região, formará uma estrutura coesa de negro de carbono que ainda não está molhada o suficiente e não será completamente destruída na parte traseira.
Figura 3. Processo de adição passo-a-passo de mistura de preto de carbono
Coperion fez uma série de experimentos de masterbatch de negro de carbono utilizando o ZSKMc 18. Os resultados mostram que ambos os métodos podem ser usados para obter resultados muito satisfatórios, incluindo dispersão e redução de viscosidade IV, dos quais o método passo a passo tem um enorme Vantagens - Automação de todo o processo.