Los colorantes de nailon se dividen en dos categorías principales: pigmentos y tintes, y los pigmentos se subdividen en pigmentos inorgánicos y pigmentos orgánicos. Debido a las características únicas del nailon, existen requisitos especiales para los colorantes. Hoy nos centraremos principalmente en cómo seleccionar colorantes para nailon.
1. Acerca del nailon
(2). Características del nailon
El nailon tiene propiedades de alta resistencia mecánica, alto punto de reblandecimiento, resistencia al calor, bajo coeficiente de fricción, resistencia al desgaste, autolubricación, absorción de impactos y amortiguación de ruido; es resistente al aceite, ácidos débiles, álcalis y disolventes en general; tiene buen aislamiento eléctrico y es autoextinguible; no es tóxico, es inodoro y tiene buena resistencia a la intemperie; sin embargo, tiene una capacidad de teñido deficiente.
(2). Principales aplicaciones del nailon
Uno de los usos principales de la poliamida es en la producción de fibras sintéticas, donde su ventaja más notable es su superior resistencia a la abrasión en comparación con todas las demás fibras. Debido a que la poliamida no es tóxica, puede usarse como suturas médicas.
Debido a su seguridad, peso ligero, excelente resistencia mecánica, resistencia al desgaste y buena resistencia a la corrosión, la poliamida se utiliza cada vez más para reemplazar metales como el cobre en la fabricación de cojinetes, engranajes, paletas de bombas y otras piezas en los sectores mecánico, químico, de instrumentación, automotriz y otras industrias.
En la industria, el nailon se utiliza ampliamente para fabricar hilos para cortinas, tejidos industriales, cuerdas, cintas transportadoras, tiendas de campaña, redes de pesca y más.
2. Clasificación y comparación de rendimiento de colorantes
Los colorantes se dividen en dos categorías principales: pigmentos y tintes, entre los cuales los pigmentos se clasifican en pigmentos inorgánicos y pigmentos orgánicos. La comparación de rendimiento entre ellos se puede ver en la siguiente tabla:
| Agente colorante | pigmentos organicos | pigmentos inorgánicos | Tintes |
| Definición |
La característica de los pigmentos orgánicos es que contienen cromóforos, que pueden excitarse desde el estado fundamental al estado excitado absorbiendo selectivamente la luz visible, lo que hace que las moléculas exhiban colores complementarios. |
Los componentes principales de los pigmentos son sustancias inorgánicas. Casi todos los pigmentos inorgánicos son compuestos, a menudo mezclas complejas. | Los tintes son compuestos que pueden absorber y transmitir luz de determinadas longitudes de onda sin dispersar ningún tipo de luz. Son transparentes. |
| Estabilidad térmica | Bien | Excelente | Bien |
| Fotoestabilidad | Bien | Excelente | Bien |
| Fuerza de tinte | Altura | Bajo | Extremadamente alto |
| Densidad relativa | Bajo | Más grande | Bajo |
| Resistencia a los disolventes | Bien | Excelente | Inferior |
| Opacidad | Bien | Excelente | / |
| Vibrancia del color | Bien | malo | Excelente |
| Toxicidad | Pequeño | Más grande | / |
| Completitud cromatográfica | Completo | Incompleto | / |
| Precio | Altura | Bajo | / |
| Resistencia a la migración | Bien | Altura | malo |
3. Propiedades requeridas para los tintes utilizados en el nailon
(1) Resistencia al calor y a la luz solar
Hasta la fecha, numerosos pigmentos orgánicos, pigmentos inorgánicos y colorantes disolventes han sido adecuados para colorear la mayoría de los plásticos técnicos termoplásticos.
Temperatura de procesamiento de resina y requisitos para colorantes:
| Resina | Temperatura de procesamiento (°C) | Requisitos para formulaciones en polvo |
|
PEBD |
150 - 220 | Durable y no migratorio. |
| PEAD | 160 - 230 | Alta resistencia al calor, sin migración. |
| CLORURO DE POLIVINILO | 180 - 250 | Buena dispersión y robusto, resistente a los ácidos. |
| PÁGINAS | 230 - 280 | Resistente al calor, buena dispersabilidad. |
| PD | 180 - 240 | Durable, buena solubilidad. |
| abdominales | 230 - 310 | Resistente al calor, buena dispersabilidad. |
| ordenador personal | 150 - 200 | Resistente al calor, buena dispersabilidad, sin agua. |
| PUR | 210 - 270 | Resistente a la luz, resistente a los ácidos y resistente a la reducción. |
| PMMA | 200 - 230 | Durable, resistente al calor, no migratorio. |
| Pensilvania | 270 - 290 | Resistente al calor, anhidro, buena dispersabilidad. |
| MASCOTA | 270 - 290 | Resistente al calor, no migratorio y con pH neutro. |
De la tabla se desprende claramente que la poliamida tiene una alta temperatura de procesamiento, lo que requiere el uso de colorantes con alta resistencia al calor. En el caso de los pigmentos orgánicos para plásticos, no sólo existe una cierta exigencia en cuanto a su estabilidad térmica, sino que también deben tener una buena resistencia a la luz. Muchos pigmentos orgánicos pueden afectar significativamente negativamente a las propiedades de la poliamida fundida, por lo que existen ciertas restricciones en cuanto a los pigmentos orgánicos utilizados para colorear las poliamidas.
(2) Estabilidad química
El colorante y la resina no deben sufrir ninguna reacción química ni favorecer la descomposición de la resina. Para resinas de alta actividad como la resina de poliamida (PA), que exhiben propiedades reductoras en su estado fundido, es fácil que el colorante cambie de color. Por lo tanto, sólo se puede seleccionar un número limitado de colorantes.
(3) Resistencia a la migración
Hay tres tipos principales de migración de tinte:
- Sangrado por solvente, que es la filtración de color en agua y solventes orgánicos;
- Migración por contacto, que resulta en contaminación de objetos adyacentes;
- Floración superficial, donde la solubilidad del tinte en el polímero es mayor cuando se calienta, pero menor a temperatura ambiente.
En general, la dispersión de pigmentos inorgánicos en polímeros es heterogénea y no produce floración; mientras que los pigmentos orgánicos se disuelven en diversos grados tanto en polímeros como en otras sustancias orgánicas, lo que los hace más propensos a la migración.
(4) Fuerza del tinte
La magnitud de la intensidad del tinte determina la cantidad de colorante necesaria para lograr el color objetivo. En términos generales, la fuerza del tinte aumenta a medida que disminuye el tamaño de las partículas del colorante. Los pigmentos orgánicos tienen un poder colorante mayor que los pigmentos inorgánicos, y cuando se utilizan pigmentos coloreados junto con pigmentos blancos, el poder colorante se puede mejorar significativamente.
(5) Dispersibilidad
El colorante debe estar uniformemente disperso en el polímero en forma de partículas diminutas para lograr un buen efecto colorante. Los pigmentos contienen muchas partículas aglomeradas, que deben descomponerse mediante una alta fuerza de corte para formar aglomerados más pequeños, cumpliendo así los requisitos.
4. Cómo elegir colorantes para nailon
Al considerar las características que deben satisfacer los tintes para el nailon y observar la tabla comparativa de rendimiento de varios tintes:
Los pigmentos inorgánicos exhiben una solidez a la luz, resistencia a la intemperie, resistencia a la migración y resistencia química superiores en comparación con los pigmentos orgánicos y generalmente son adecuados para plásticos, pero tienen una intensidad de color y brillo mucho menores. Cuando se requiere un buen tono de color, se prefieren los pigmentos orgánicos. Además, los pigmentos inorgánicos tienen un alto índice de refracción y se utilizan habitualmente en productos opacos.
En comparación con los pigmentos inorgánicos, los pigmentos orgánicos muestran una alta intensidad colorante y viveza. La temperatura de procesamiento de la PA (poliamida) es relativamente alta, lo que también exige una alta estabilidad térmica de los pigmentos. Además, la resina PA muestra una fuerte naturaleza reductora cuando se funde, lo que hace que muchos pigmentos orgánicos utilizados en plásticos no sean adecuados para el nailon.
En la actualidad, todavía faltan pigmentos orgánicos adecuados para el nailon, especialmente los colores claros, y es necesario seguir investigando. Por eso, para conseguir colores más vivos se debe elegir tintes.
Los tintes son agentes colorantes que se pueden disolver en agua, aceite o disolventes orgánicos y, generalmente, son compuestos orgánicos. Las ventajas de los tintes son sus colores brillantes, tonalidades llamativas y un espectro completo de colores. Sin embargo, las desventajas son una mala resistencia al calor, a la intemperie y a los disolventes; pueden descomponerse y decolorarse fácilmente a las temperaturas de procesamiento de los plásticos o a temperaturas más altas. Aunque los tintes tienen una resistencia a la temperatura relativamente pobre, el color eventualmente se estabilizará después del tratamiento a alta temperatura en nailon, logrando aún un cierto nivel de viveza. Además, se han desarrollado tintes resistentes a altas temperaturas para cumplir con los requisitos.
Los tintes son los principales agentes colorantes de fibras, textiles y otros productos textiles. Se utilizan con menos frecuencia en plásticos, principalmente en productos de plástico óptico, donde pueden mantener una buena transparencia en plásticos transparentes.