摘要:用有機(jī)溶劑的容納度可以來表示塑料凹版表印油墨中聚酰胺樹脂和硝酸纖維素(硝化棉)體系對于各種常用有機(jī)溶劑的適應(yīng)性和混溶性;并且可以預(yù)示有機(jī)溶劑中該聚酰胺樹脂與硝化棉體系的溶解質(zhì)量。對于這種聚酰胺樹脂和硝化棉體系的溶劑容納度之分析介紹,可以讓更多的讀者了解它,應(yīng)用它。本文在此就對于該聚酰胺樹脂和硝化棉體系的溶劑容納度問題作個簡單的試驗述說;也可以說是智者見智就能者見能,去偽存精,相信各有所需就各有所取。 關(guān)鍵詞:聚酰胺樹脂、硝酸纖維素(硝化棉)、容納度、滴定分析、試驗方法。 前述 聚酰胺樹脂與硝酸纖維素(硝化棉)是塑料凹版表印油墨中應(yīng)用最為廣泛的主體成膜樹脂組成成份之一。一般要求使用非反應(yīng)型的聚酰胺樹脂與低秒數(shù)的硝酸纖維素于塑料凹版表印油墨中,因其主體成膜組份對很多塑料薄膜的粘附性好,干燥性佳,有機(jī)溶劑釋放性快;但是該類型的非反應(yīng)性聚酰胺樹脂與低秒數(shù)的硝酸纖維素組份在某些不同的有機(jī)溶劑中的溶解性有著較為差異的區(qū)別。目前我國甚至是國外生產(chǎn)的大多數(shù)非反應(yīng)型的聚酰胺樹脂或是硝酸纖維素樹脂,在單一的有機(jī)溶劑中的溶解性都不是很理想的,油墨廠家在應(yīng)用此類型的聚酰胺樹脂或是硝酸纖維素樹脂時一般是采用混合的有機(jī)溶劑來溶解。因此,作為應(yīng)用此類聚酰胺樹脂與硝酸纖維素組成體系的油墨廠家,很有必要對此類型的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素組成體系相對于某些常用有機(jī)溶劑的容納度作些較為全面的試驗分析,以期在應(yīng)用這些聚酰胺樹脂與硝酸纖維素樹脂來制造油墨時有個參考價值。本文現(xiàn)就以國產(chǎn)的某一品牌的固體聚酰胺樹脂與某一種類的低秒數(shù)硝酸纖維素樹脂為基礎(chǔ),對其中的溶劑容納度作個分析試驗,供有關(guān)使用該類型的樹脂的人員參考與商榷,并建議可以一反三,觸類旁通地引用到其他應(yīng)用材料科學(xué)技術(shù)方面。 原理 對于聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系的有機(jī)溶劑的容納度問題,我們在檢測聚酰胺樹脂與硝酸纖維素的原材料時并沒有作此指標(biāo)要求,但是我們可以從油墨制造工藝角度去分析。根據(jù)科學(xué)理論與實(shí)踐經(jīng)驗可知,塑料凹版表印油墨中應(yīng)用的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素兩者混合的體系對于各種常用有機(jī)溶劑的相溶性,直接關(guān)系到此類油墨的粘度、流動性、光澤、印刷適性等很多重要的油墨性能指標(biāo);它也是控制此類油墨產(chǎn)品質(zhì)量和評價聚酰胺樹脂,硝酸纖維素,輔助性樹脂,不同有機(jī)溶劑,顏料,蠟,助劑等組成的復(fù)雜油墨體系的重要參數(shù)?,F(xiàn)在“容納度”是可以用數(shù)值來表示聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系相對于有機(jī)溶劑相溶性的一種測定方法。 作為油墨制造的工程技術(shù)人員都知道,聚酰胺樹脂,硝酸纖維素等高分子化合物在有機(jī)溶劑中溶解的過程是溶劑小分子充分地擴(kuò)散進(jìn)入聚酰胺樹脂與硝酸纖維素等高分子化合物的大分子中,并讓高分子化合物的大分子鏈節(jié)在溶劑中良好舒展擴(kuò)散的過程。處于良好溶解狀態(tài)的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素等高分子化合物溶液常常是均勻質(zhì)散,清晰透明的。在一定的體系溫度條件下,溶解性能常常和聚酰胺樹脂、硝酸纖維素以及有機(jī)溶劑的各自性質(zhì)有關(guān),對于塑料凹版表印油墨中應(yīng)用的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素兩者混合的體系來說,我們就設(shè)定為40%的聚酰胺樹脂液濃度與25%硝酸纖維素液濃度,在25℃溫度下以7:3混合,并且在正常情況下呈現(xiàn)良好的溶解狀態(tài),混合液均勻質(zhì)散,清晰透明。但是我們分析知道,當(dāng)該聚酰胺樹脂與硝酸纖維素溶解體系在隨著某一有機(jī)溶劑不斷加入到該溶解體系中時,聚酰胺樹脂與硝酸纖維素的體系分子鏈節(jié)就會逐漸從良好的舒展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)向緊縮狀態(tài),此時嵌入到聚酰胺樹脂與硝酸纖維素的體系大分子中的溶劑分子也會逐漸地被排擠出來;這個過程是樹脂高分子不斷緊縮,溶劑分子不斷被排擠出來的過程;到一定的程度時聚酰胺樹脂與硝酸纖維素兩者混合體系的均質(zhì)狀態(tài)將被破壞,溶液(樹脂液)就會從清晰透明的狀態(tài)變成混濁而不透明,同時聚酰胺樹脂與硝酸纖維素也開始從溶液中析出形成沉淀。這個從清晰透明轉(zhuǎn)變成為混濁的“拐點(diǎn)”就是判斷聚酰胺樹脂與硝酸纖維素對溶劑容納度的濁點(diǎn),此時滴定溶液體系所用的溶劑重量數(shù)與溶液體系的重量數(shù)之比則為該溶液體系相對于某一溶劑的容納度,用g/100g單位來表示。 實(shí)驗步驟 分析聚酰胺樹脂與硝酸纖維素樹脂對溶劑容納度的方法,主要是分別用各種有機(jī)溶劑來滴定樹脂溶液,直到樹脂溶液從均勻質(zhì)透變成混濁而不透明為止。用“容納度值”來表示,單位g/100g,由于油墨用的聚酰胺樹脂分為苯溶型和醇溶型,它們對各種有機(jī)溶劑的容納度又大不相同,甚至是差別很大,因此現(xiàn)就分別介紹兩種聚酰胺樹脂與硝酸纖維素兩者混合體系的配制方法。 一、 試液配制 稱取一定量的固體聚酰胺樹脂與稍有酒精潤濕的低秒數(shù)硝酸纖維素樹脂,用有機(jī)溶劑按比例將其溶解成40%的聚酰胺樹脂液與25%的硝酸纖維素液,再將兩者按7:3混合成均勻質(zhì)透的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液。 1) 苯溶型40%聚酰胺樹脂液配制: 苯溶型聚酰胺樹脂 40% 苯類有機(jī)溶劑 30% 醇類有機(jī)溶劑 15% 酯類有機(jī)溶劑 15% 苯溶型40%聚酰胺樹脂液 100% 2) 苯溶型25%硝酸纖維素液配制: 低秒數(shù)硝酸纖維素 25% 苯類有機(jī)溶劑 25% 醇類有機(jī)溶劑 20% 酯類有機(jī)溶劑 30% 苯溶型25%硝酸纖維素液 100% 3) 醇溶型40%聚酰胺樹脂液配制: 醇溶型聚酰胺樹脂 40% 醇類有機(jī)溶劑 40% 酯類有機(jī)溶劑 20% 醇溶型40%聚酰胺樹脂液 100% 4) 醇溶型25%硝酸纖維素液配制: 低秒數(shù)硝酸纖維素 25% 醇類有機(jī)溶劑 30% 酯類有機(jī)溶劑 45% 醇溶型25%硝酸纖維素液 100% 二、 滴定分析 分別用透明的玻璃燒杯稱取100克以上(一)所配制的按比例(7:3)混合的均勻質(zhì)透的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液,再分別用各種有機(jī)溶劑滴定至混合體系的溶液由清晰透明變?yōu)榛鞚釣榻K點(diǎn),并記錄好每次滴定所用的有機(jī)溶劑的重量克數(shù),以列數(shù)制表作比較分析。 三、 制表比較 T=25℃, N=60—70%, 測定粘度用察恩3#杯 混合液溶劑 苯溶型聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液 醇溶型聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液 溶劑最大容納度G/100G 粘度S/25℃ 溶劑最大容納度G/100G 粘度S/25℃ 乙醇 100.44 9 146.25 19 異丙醇 175.20 10 225.50 17 正丁醇 463.15 7 562.35 15 醋酸乙酯 15.36 28 89.52 26 醋酸丁酯 9.58 30 70.46 27 甲苯 109.95 13 246.20 18 二甲苯 66.65 24 198.75 20 丁酮 6.61 29 15.68 35 乙醚 23.56 27 40.32 33 丁醚 16.03 28 32.20 34 表一:聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液對各種單一有機(jī)溶劑的容納度 根據(jù)以上的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液對幾種常用的單一有機(jī)溶劑的容納度的表現(xiàn)形式來看,我們可知道,對于苯溶型的溶液體系來說其單一有機(jī)溶劑的接受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如醇溶型的溶液體系大,樹脂對溶劑的接受能力越大說明該類樹脂的溶劑釋放性越差,徹干性越慢;這樣的分析結(jié)論正好與我們知道的苯溶性樹脂干燥性要比醇溶性樹脂快得多的事實(shí)相符合。 鑒于我們的聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系配制的凹版油墨在使用時一般是使用兩種以上的有機(jī)混合溶劑來稀釋的,故而我們還有必要再用有機(jī)混合溶劑來滴定聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液,檢測其對有機(jī)混合溶劑的容納度,以正視聽?,F(xiàn)又按以下配比混合幾種有機(jī)溶劑,做聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液的溶劑容納度分析: E01混合溶劑(甲苯:異丙醇=7:3) E02混合溶劑(甲苯:異丙醇:醋酸乙酯=5:3:2) E03混合溶劑(甲苯:異丙醇:醋酸丁酯:丁酮=4:3:2:1) E04混合溶劑(甲苯:異丙醇:醋酸丁酯:丁酮:乙醚=3:3:2:1:1) T=25℃, N=60—70%, 測定粘度用察恩3#杯 混合液混合溶劑 苯溶型聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液 醇溶型聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液 溶劑最大容納度G/100G 粘度S/25℃ 溶劑最大容納度G/100G 粘度S/25℃ E01 》450 7.5 》550 8 E02 》600 7.5 》600 8 E03 》600 7.5 》600 8 E04 》600 7.5 》600 8 表二:聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液對幾種混合有機(jī)溶劑的容納度 由此可知,我們在使用聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系制造的凹版塑料表印油墨進(jìn)行上機(jī)印刷時,只要有機(jī)溶劑純度足夠,質(zhì)量合格,一般需要有兩種以上的單一溶劑來混合應(yīng)用作為凹版油墨上機(jī)印刷的稀釋劑;這樣就可以防止凹版油墨體系里的樹脂析出,避免影響凹版油墨的各項應(yīng)用性能。 后敘 由此及彼,我們可以將樹脂體系對溶劑的容納度問題引進(jìn)到其它有關(guān)油墨體系配方中來分析。體系樹脂對溶劑的容納度問題不但解釋了有關(guān)油墨體系樹脂與溶劑的相溶性;同時也是油墨體系具有良好流平性的根本原因之一。若是油墨體系中樹脂對有關(guān)溶劑的容納度太低,則會時有油墨體系的樹脂析出的現(xiàn)象,油墨就會“返粗”,流平性變差,嚴(yán)重影響了其印刷的適應(yīng)性。樹脂對有關(guān)溶劑的容納度太高也有不利的一面,它同樣會帶來了一個問題:由于油墨配方中所用的溶劑對體系樹脂的溶解力太強(qiáng),印刷后的墨膜本該揮發(fā)的有機(jī)溶劑不易從成膜樹脂中逸出,墨膜干燥速度明顯較慢,溶劑殘留量增大,印品收卷后殘留溶劑還會滲透,擴(kuò)散,從而產(chǎn)生印品的“回粘”現(xiàn)象。 現(xiàn)階段來自于各方面的壓力表明,環(huán)境保護(hù)問題將進(jìn)一步得以關(guān)注和改善。為達(dá)到愈加嚴(yán)厲的環(huán)境保護(hù)管理目標(biāo),我們油墨產(chǎn)品制造商也開始在尋找溶劑墨配方中有害溶劑的替代品與新工藝新配方的工作。在實(shí)行溶劑的替代工作中,檢測分析油墨體系樹脂對各種不同溶劑的容納度是必不可少的工具手段之一。全面了解掌握和熟悉聚酰胺樹脂與硝酸纖維素體系溶液相對于各種有機(jī)溶劑的容納度,這對于制造油墨的工程技術(shù)人員來說很有必要。我們發(fā)現(xiàn)在設(shè)計一些油墨配方時,通過某些有機(jī)溶劑的匹配混用,在容納度允許的條件下,我們就很容易掌握某些油墨配方中的有機(jī)溶劑匹配范圍,有時幾乎可以將某些油墨配方里原有的含有價格比較高或受到限制使用的溶劑,用另外一種價格較低的或沒有毒性(毒性較?。┑娜軇﹣硖娲?來源:油墨資訊
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