长丝中使用了哪些实际染料?

3D打印 灯丝 印刷材料 颜色
2021-04-30 12:18:00

我已经看到了几个关于染料与食品安全有关的问题,没有确定的答案,以及 RepRap wiki 上关于染色 PLA 的机械性能如何随颜色变化的轶事。普遍不满意的答案是所使用的染料和添加剂是长丝制造商的专有秘密。然而,3D打印机灯丝是一个足够大的行业,现在有足够多的参与者,这些“秘密”中的许多现在肯定在某种程度上是“公开的秘密”。

对于 3D 打印长丝中倾向于使用哪些类型的染料和添加剂,我们了解多少?是否有关于通过光学、化学等特性区分它们的信息?

我的想法是,通过了解一些制造商使用的一些常见染料,可以:

  1. 选择那些对他们的属性感兴趣的人,以及;
  2. 设计测试程序来评估不同的/“通用”灯丝是否似乎在使用相同的灯丝。
3个回答

今晚我和一位化学家谈过。他说要从灯丝的 SDS(或 MSDS)开始,大多数材料都要求提供。如果它们不被认为是安全的,它应该列出颜料和添加剂。如果它们安全、无毒、不易燃、无反应性,则它们可能不会在数据表中披露。

他警告说,有时 SDS 仅列出常见颜料的行业名称,有时则是完整的化学名称。IMO,谷歌可能会帮助翻译。

这位化学家在色彩科学和颜料方面有着深厚的背景。

根本没有染料。

你的问题是基于一种误解:

染料是一种有色物质,它与所应用的基材化学结合,这将染料与不与它们着色的材料化学结合的颜料区分开来。维基百科

在生产过程中,着色不会与塑料发生化学结合。因此,它是一种熔化到灯丝中的颜料。

颜料

颜料的范围是巨大的。它们从纯碳黑开始,范围从天然存在的碳黑锌白(ZnO))到深蓝色铜酞菁等化学产品其中一些颜料是有毒的(铅白),另一些也是致癌的(铬黄),另一些则具有放射性(三氧化铀,又名铀黄)。

但究竟是什么用于给细丝着色呢?通常,制造商会根据 3 个因素仔细选择颜料:

  • 在印刷范围内具有热稳定性
  • 尽可能无毒(以避免需要在 MSDS 上声明)
  • 尽可能便宜地工作

通常,这排除了所有剧毒和放射性物质,因为这需要极其谨慎地使用,从而抬高价格。

用什么?

通常,我们无法知道虽然无机颜料的清单在某些领域相当有限,但到目前为止还不完整。最好看看福布斯颜料数据库,里面列出了11类白色颜料,其中9种按化学成分分类,1种按产地分类,1种用于3个成分未知的样品。2 类紫色颜料包含 20 个不同的样品。

但我们为什么不知道?

在大多数情况下,塑料的颜色不会带来任何危险或比改变其熔点更重要的特性改变。由于所选择的颜料对大多数处理都是惰性的,它们不需要列在 MSDS 上,因此被省略,允许公司将它们作为商业秘密,帮助他们与其他公司竞争,因为只有这种特定颜色.

因此,我们使用何种颜料的最佳指标是,如果它们使用长丝的商品名,例如“群青蓝”,但它可能根本不在长丝中。

我们什么时候知道?

在某些情况下,我们实际上可能会根据奇怪的特性知道他们将什么放入一卷细丝中。

例如磷光绿灯丝。它最常见的是由硫化锌铝酸锶制成,我们可以根据它们在黑暗照片上的亮度来排除其中一种。

我们知道灯丝中含有什么的另一种情况是金属浸渍灯丝,它是广告的一部分,这些灯丝含有一定量的一种或另一种金属粉末。例如,生锈的灯丝含有铁。然后还有包含高达 80% 金属粉末的灯丝。另一个类似的桶是木料和石料长丝,其中添加了木纤维或陶瓷以赋予颜色和质感。

我担心你对秘密的假设-->公开的秘密太乐观了。制造商不太可能透露用于创建给定颜色的组件或混合比例。

考虑可口可乐的配方。尽管有许多相互竞争的可乐品牌,但它一直是一个秘密超过一百年。还要考虑到您购买的标签是供应商的标签,并且不能保证给定的供应商在任何时候都不会改变他们用于散装材料的制造商(未加工的彩色塑料,只是没有被拉成细丝)。

至于自己做分析,我担心好的气相色谱仪、质谱仪等的成本高得惊人。