如何選用鈦白粉

一、分散性（Dispersion）
由于庫存或包裝所形成的鈦白粉結(jié)塊（clumps）（聚積物和凝結(jié)塊），在分散攪拌后形成鈦白粉和樹脂的均勻混合物。良好的分散性不僅可消除產(chǎn)品中之斑點(diǎn)（speaks）和（streaks）之現(xiàn)象，且可保證有光散射效率。在選擇鈦白粉品級(jí)和分散過程時(shí)，下列三點(diǎn)需特別注意：
1.鈦白品級(jí)的分散性因制造程序而有不同。例如，經(jīng)無機(jī)氧化物表面處理的鈦白粉品級(jí)通常較末處理的品級(jí)易于分散于液體系統(tǒng)中（可塑劑(plasticizers)、塑化物(plasticized vinyl)）。但就另一方面而言，末經(jīng)表面處理的品級(jí)通常易分散于干拌研磨（dry blending）如聚乙烯、聚苯乙烯或其他模制用樹脂的制造程序。
2.鈦白粉粒子個(gè)體無法打破的。不管加入結(jié)塊過程中的能量有多大，在打散束縛的結(jié)塊時(shí)，它們只是粒子彼此間的分離。
3.分散（dispersion）這個(gè)詞常常被含糊其詞的使用。例如，有些"分散"問題實(shí)際上是配方上稀釋不充分的問題，而在塑膠中還留下不可溶的濃斑點(diǎn)
二、光學(xué)性質(zhì)
在塑膠應(yīng)用中，鈦白粉是較受歡迎的顏料，因其在低顏料含量下，可提供的散射效果。除了光學(xué)性質(zhì)外，其他重要的產(chǎn)品特性，亦可決定鈦白粉等到級(jí)，以適用于特殊的用途。
1.光學(xué)性質(zhì)（Optical）
在選擇應(yīng)用鈦白粉時(shí)需用考慮適應(yīng)力，著色強(qiáng)度，底色和色澤（color）等到基本的光學(xué)性質(zhì)。白色顏料的適應(yīng)力和著色強(qiáng)度顯示其對(duì)光的散射效率，適應(yīng)力顯示白色顏料使用權(quán)塑膠系統(tǒng)不透明的能力，而著色強(qiáng)度則顯示白色顏料對(duì)有色塑膠系統(tǒng)所提供的白度（whiteness）和亮度（brightness）。因?yàn)檩^容易度量，著色強(qiáng)度常用來表示白色顏料的光散射效率。為度量相對(duì)著色強(qiáng)度，在每公克鈦白粉試品中摻入0.008公克碳黑，使用權(quán)用這種混合的黑色顏料組群（Master batch）分散塑膠之中，其所產(chǎn)生之灰色塑膠制成均勻，不透明的塑膠片（sheets）或模制碎片（molded chips）。有光散射效率的鈦白粉試口可提供淺的灰色和良好的光反射性。鈦白粉的底色（UNDERTONE）對(duì)于著色的色澤具有影響。底色因鈦白粉微粒大小而不同，它無法以干粉末或白色塑膠的外觀來評(píng)定之。底色通常被敘述為，用三濾鏡分光儀（three filter colorimeter）所度量出在灰著色中（gray tint）藍(lán)色對(duì)紅色反射比。（底色=藍(lán)反射/紅反射）。受過訓(xùn)練的觀察者可看出灰著色中0.01 差異的底色。在某些透明性應(yīng)用于中，傳透光（transmitted color）之外觀（appearance）至為重要。含水量小顆粒鈦白粉品級(jí)的白顏料和類似產(chǎn)品含水量大顆粒鈦白粉者相較之下，其傳透外觀較為黃，因而在某些產(chǎn)品的制造，如粗膠瓶、燈罩等等，中性或黃底色的鈦白粉品級(jí)較受喜用。在配色時(shí)，使用正確底色的鈦白粉對(duì)配色而言，至為重要。這種底色差很難用顏料的顏色來補(bǔ)救。當(dāng)單獨(dú)使用鈦白粉于-全然無色的塑膠系統(tǒng)中時(shí)，其顏色不鈦白粉之外觀，和底色完全沒有關(guān)系。大部份應(yīng)用的鈦白粉品級(jí)在顏色上不會(huì)有明顯的變化，然而，下列因素會(huì)導(dǎo)致低劣的顏色：
2.污染（contamination）
鈦白粉和樹脂或添加劑（additives）的反應(yīng)熱安定性（heat stability）失效：顏色（color）和底色（undertone）有時(shí)令人混淆不清。需注意，上述任何一種狀況都可能導(dǎo)致藍(lán)底色的鈦白粉呈現(xiàn)黃顏色。粒子大小不同的鈦白粉口級(jí)而有相同顏色者并百不尋常。亮度（brightness）（=綠反射(green index)）和黃度系數(shù)（yellowness index）[=100×（紅反射-藍(lán)反射）/綠反射]乃用以描述白塑膠系統(tǒng)之顏色之常用詞。
三、耐候性（Weatherability）
當(dāng)加了顏料的塑膠曝露于天候一熱、陽光和水中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生劣化（degread）。大部份的有機(jī)化合物當(dāng)曝露于高能、含紫外線的陽光中時(shí)會(huì)起光化學(xué)分解（photochemical degradation）。若含有足量的R 型鈦白粉品級(jí)，可有效地吸收此具破壞性的紫外光，將其轉(zhuǎn)化成熱能而防止有機(jī)聚合物起紫外線分化。用于戶外而含水量有顏料的塑膠制品通常需要更多的鈦白粉含水量量以還到不透明的效果，譬如，白色硬質(zhì)乙烯外壁板（siding）以15 百分量（Parts Per Hundred）之鈦白粉含量來保證聚氯乙烯防止紫外線分化，這超過了不透明性和白色度所需二氧化鈦量的五倍。鈦白粉本身會(huì)起光化反應(yīng)，曝露于陽光天候中會(huì)催化些有機(jī)樹脂起氧化作用。這種劣化的結(jié)果導(dǎo)致物理強(qiáng)度的喪失而生成一層粉積層（chalk）。這粉積層包含了松散的鈦白粉和由表面磨損而得的解離樹脂。鋁和矽等無機(jī)物的表面處理可用于鈦白粉之上以減低這種型式的劣化。表面處理（surface treatment）的功用就好像是鈦月粉粒子和樹脂間建立一個(gè)壁畫（barrier），因而減低了光化學(xué)分化的發(fā)生。因此，經(jīng)表面處理的鈦白粉品級(jí)，如Ti-Pure R-902,R-960 被廣泛地使用于戶外用的有色塑膠中，以減低產(chǎn)品表面粉化的形成。
四、抗褪色性
加了鈦白粉的塑膠褪色（Discoloration）乃肇因于一些頗復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理（mechanism）。
1.鈦白扮的品級(jí)隨著所參與的褪色機(jī)理而變化。問題可能適用的解決方法
塑膠樹脂在高溫生產(chǎn)過程中產(chǎn)生褪色。鈦白粉與樹脂或填充物起化學(xué)反應(yīng)形成有色化合物。塑膠樹脂暴露于光、濕氣中之損壞分解。研磨設(shè)備的金屬磨損所致污染。改變研磨程序-與研磨初期加入鈦白粉。在不透明塑膠中鈦白粉之化學(xué)還原成有色的鈦化合物。（如氨-熱固性薄片(amino-thermoset taminates)）
五、抗裂孔性（Lacing Resistance）
裂孔現(xiàn)象（lacing）通常綠于色粉粒子表面揮發(fā)物的釋放，這些揮發(fā)物在高溫押出時(shí)（通常以上）蒸發(fā)，而在制成品中引起泡泡或小洞，含低揮發(fā)性物的R-100 和R-101 可使用適于高溫押出過程。鋁和矽等之無機(jī)物表面處理通常可增加揮發(fā)物被吸著的數(shù)目，如圖7 所示。當(dāng)這些鈦白粉品級(jí)處于高
溫押出狀況時(shí)，裂孔現(xiàn)象會(huì)很普遍。鈦白濃縮物如果貯存不當(dāng)亦會(huì)吸收濕氣而導(dǎo)致裂孔現(xiàn)象的發(fā)生。
六、凝聚性（Flocculation）
凝聚現(xiàn)象乃在液體系統(tǒng)中鈦白粉形成疏松塊狀群聚的現(xiàn)象。這種凝塊可用適度的剪力（ shear）打散，但如果鈦白粉粒子在整個(gè)聚合體（Polymer matrix）中可自由活動(dòng)的話，凝聚會(huì)再度形成。凝聚會(huì)引起三個(gè)主要的問題：
1.不透明度的喪失-鈦白粉凝聚物并不能象原來的鈦白粉粒子般有效地散射光線。
2.由于凝聚鈦白粉著色強(qiáng)度的降低，而引起著色系統(tǒng)的色差。
3.凝聚系統(tǒng)的流變性（rheology）通常非常濃稠且不易流動(dòng)。
大部份的狀況下，攪拌可稀釋懸浮物，但凝聚現(xiàn)象會(huì)再度發(fā)生。
七、導(dǎo)電性（Electrical Properties）
鈦白粉是種很良的絕緣體，它具有高電阻系數(shù)，高介電強(qiáng)度，高介電常數(shù)和低功率系數(shù)。絕緣性不良的問題通常源于鈦白粉塑膠中研磨分散不足的結(jié)果。測(cè)量鈦白粉的導(dǎo)電性幾乎是沒有意義的，假使需用要的話，我們推薦使用類似于工廠里測(cè)量導(dǎo)電性的技術(shù)來測(cè)量此絕緣化合物。
八、磨耗性（Abrasiveness）
鈦白粉比其他用于塑膠之添加劑更硬，更具有磨耗性。通常于高速的混合設(shè)備中會(huì)遭受到鈦白粉的高耐磨耗性的影響，因此，可于研磨后期加入鈦白粉來降低之。操作設(shè)備的金屬污染，將導(dǎo)致產(chǎn)品的嚴(yán)重變色。所有商業(yè)用的R 型鈦白粉都可由它對(duì)塑膠操作設(shè)備的高耐磨耗性角度來做比較。鈦白粉中具有良好分散性的品級(jí)，藉著分散周期的縮短可減少機(jī)器的磨損及降低產(chǎn)品發(fā)生褪色的機(jī)率。
九、鈦白粉結(jié)晶型熊與反應(yīng)性
商用二氧化鈦通常有二個(gè)結(jié)晶型式-R 型和A 型。R 型的鈦白粉的光線散射效果上比A 型要大30%。因此，A 型的耐候性比R 型的差，它在保證有機(jī)聚合物抵抗高能及紫外光方面效果較差，且會(huì)引起聚合物的光氧化，而導(dǎo)致很多物理性質(zhì)的損失，并形成鈦白粉的解離樹脂的粉化積層。R 型和A 型比較：晶體結(jié)構(gòu)-在R 型晶體中鈦和氧原子的結(jié)合較為緊密。
比重-A 型=3.84，R 型=4.26
折射率-A 型=2.55，R 型=2.73
每單位重量之遮蓋力-R 型比A 型高約30%。
光安定性-R 型較穩(wěn)定，且具更多抗粉化性。
紫外線吸收力-R 型紫外線附近處（360~400nm）吸收力較強(qiáng)。