功能母粒中的分散剂是确保 “功能性添加剂(如阻燃剂、抗菌剂、颜料等)均匀分散在载体树脂中” 的核心成分,其作用类似 “乳化剂”—— 通过降低添加剂与载体树脂之间的界面张力,打破添加剂的团聚状态,最终让微小的添加剂颗粒稳定分散在载体中(避免重新聚集)。分散剂的作用贯穿功能母粒的 “生产过程” 和 “后续使用(与基础树脂混合加工)” 两个阶段,具体机制可分为 “物理分散” 和 “界面稳定” 两大核心环节。

一、分散剂的核心作用:解决 “添加剂团聚” 的痛点
功能性添加剂(尤其是粉体添加剂,如氢氧化镁、炭黑、二氧化硅)因 “比表面积大、表面能高”,极易相互吸附形成团聚体(类似面粉遇水结块)。若团聚体未被打散,会导致:
功能母粒中添加剂分布不均(局部浓度过高或过低);
后续加工的塑料制品出现 “功能缺陷”(如阻燃剂团聚处易开裂,颜料团聚处出现色斑)。
分散剂的核心作用就是 “打破团聚体,让添加剂颗粒以微小尺寸(通常≤5μm)均匀分散,并保持稳定”,具体通过三个步骤实现:
二、分散剂的作用机制(分阶段发挥作用)
分散剂的作用从功能母粒的 “生产造粒” 阶段开始,延续到 “与基础树脂混合加工” 阶段,每个阶段的作用机制不同,但目标一致 —— 维持添加剂分散状态。
1. 生产造粒阶段:打破团聚体,实现 “初级分散”
功能母粒生产时,需将添加剂(粉体)、载体树脂(颗粒)、分散剂(固体或液体)混合后,通过挤出机熔融造粒。此阶段分散剂通过 “润湿、渗透、剪切辅助” 打破添加剂团聚体:
di一步:润湿添加剂表面,降低界面张力
分散剂(如硬脂酸锌、聚乙烯蜡)通常是 “两亲性物质”—— 分子一端为 “极性基团”(如羧基 - COOH),可与添加剂(多数为极性粉体,如氢氧化镁表面有羟基 - OH)结合;另一端为 “非极性基团”(如长链烷基),可与非极性的载体树脂(如 PE、PP)兼容。
当分散剂与添加剂接触时,极性端快速吸附在添加剂表面,形成 “吸附层”—— 取代添加剂表面的空气或水分,降低添加剂颗粒之间的吸引力(表面能从 50mN/m 降至 20mN/m 以下),使团聚体更容易被打散。
第二步:渗透团聚体缝隙,瓦解结块
分散剂在熔融状态下(挤出机内温度 150-200℃)呈液态,可渗透到添加剂团聚体的微小缝隙中,像 “楔子” 一样将结块撑开 —— 配合挤出机螺杆的剪切力(螺杆转速 300-500r/min),将大团聚体(粒径 100-500μm)破碎成小颗粒(粒径 10-20μm)。
第三步:辅助剪切分散,细化颗粒
分散剂在熔融体系中可降低熔体粘度(如添加 5% 聚乙烯蜡,熔体粘度从 1000Pa・s 降至 600Pa・s),使螺杆的剪切力能更高效地作用于添加剂颗粒 —— 将 20μm 的颗粒进一步细化至 5μm 以下,为后续稳定分散奠定基础。
2. 储存与使用阶段:稳定分散状态,避免 “二次团聚”
经过挤出造粒的功能母粒中,添加剂颗粒已被分散成微小尺寸,但颗粒间仍有相互吸引的趋势(可能重新团聚)。分散剂通过 “空间位阻” 或 “电荷排斥” 作用,维持分散稳定:
空间位阻效应(主要机制)
分散剂吸附在添加剂颗粒表面后,非极性端(长链烷基)向载体树脂中伸展,形成 “立体屏障”—— 当两个添加剂颗粒靠近时,伸展的分散剂分子链相互排斥(如同两根树枝无法靠近),阻止颗粒聚集。
示例:聚乙烯蜡分散剂的长链(碳链长度 C20-C30)可形成 5-10nm 的空间屏障,有效阻止 5μm 以下的颗粒团聚。
电荷排斥效应(辅助机制)
部分分散剂(如含磷酸酯基团的分散剂)吸附在添加剂表面后,会使颗粒带同种电荷(如负电荷),根据 “同性相斥” 原理,颗粒间产生排斥力,避免靠近团聚(尤其适用于极性较强的添加剂,如纳米氧化锌)。
3. 与基础树脂混合加工阶段:促进 “最终分散”
功能母粒添加到基础树脂(如 PE、PP)中加工时(注塑、吹膜等),分散剂继续发挥作用 —— 帮助添加剂颗粒从载体树脂中 “迁移” 到基础树脂中,实现全体系均匀分散:
分散剂的非极性端与基础树脂(非极性)兼容,可降低载体树脂与基础树脂的界面张力,使添加剂颗粒能顺利 “融入” 基础树脂,避免因界面排斥导致的 “局部聚集”(如确保阻燃剂在整根管材中均匀分布)。
楷锦新材料科技(广东)有限公司是一家专业从事色母粒、塑胶母粒、塑胶干燥剂、塑胶填充母粒、工程塑料改性.抽粒研发、生产、销售于一体的高科技企业。