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环保型光油的研制和性能研究

作　者: 曲丽雯
导　师: 张晓东
学　校: 青岛大学
专　业: 应用化学
关键词: 丙烯酸酯纸张上光核壳乳液聚合水性光油半连续加料
分类号: TQ638
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

上光油是印刷品表面整饰工艺中使用的一种具有装饰性和保护性的涂料,主要应用于印刷后精加工和包装材料。使用该种涂料可在纸张表面形成薄而均匀的透明光亮层,使印刷品不但外观光亮夺目,而且防潮防污、耐折耐磨,装饰性和实用性档次大大提高。除此之外,经过上光的纸张不影响回收利用,很好地解决了“纸塑覆膜”的污染问题,能够节约资源,符合环保要求,近年来在书刊封面、精美画册、广告、礼品袋、高级包装盒等印刷领域得到迅速发展。在上光领域,对环境友好的水性上光油成为近几年的研究热点。目前国内外包装印刷行业公认的使用效果最好且已得到广泛应用的上光产品之一是美国庄臣公司的水性光油72#和73#。本工作的目的是以庄臣光油72#和73#为标准,研制绿色环保的水性上光油。在文献检索和市场产品调研的基础上,提出了以丙烯酸酯类为主单体,合成水性纸张用上光油。经实验确定了如下工艺:采用半连续加料、核壳乳液聚合方式,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯做聚合单体,丙烯酸、丙烯酸羟丙酯做功能单体和交联单体,过硫酸铵做引发剂进行乳液聚合,得到了稳定性等性能良好的上光涂料。该乳液聚合反应的最佳工艺条件为:软硬单体比为0.70～0.85、乳化剂用量为2.4%、引发剂用量为0.25%,聚合温度为80～85℃、单体滴加时间1.5～2.5h、保温时间30～40min。测定了乳液的稳定性、单体转化率、固含量、粘度、流变性;胶膜吸水率、表干时间、沾污率、附着力、硬度、耐化学品性等性能;并研究了pH调节剂、乳化剂用量、引发剂用量、搅拌强度、聚合温度、单体滴加时间、保温时间等对乳液和胶膜性能的影响。应用性能测试结果表明:产品的综合性能相当于或好于美国庄臣公司生产的水性光油72#和73#。

全文目录

英文摘要  5-6
中文摘要  6-7
第一章绪论  7-28
  1.1 概述  7-20
    1.1.1 上光涂料的研究进展  7-10
      1.1.1.1 涂料工业的发展  7-8
      1.1.1.2 上光工艺的发展  8-10
    1.1.2 上光用涂料的种类  10-19
      1.1.2.1 天然树脂上光油  10-11
      1.1.2.2 合成树脂上光油  11-19
    1.1.3 上光油的组成  19-20
      1.1.3.1 成膜物质  19
      1.1.3.2 溶剂  19
      1.1.3.3 助剂  19-20
  1.2 聚合反应机理  20-27
    1.2.1 聚合反应  20-21
    1.2.2 自由基聚合  21-23
    1.2.3 乳液聚合  23-27
      1.2.3.1 乳液聚合简介  23-24
      1.2.3.2 乳液聚合的优点  24
      1.2.3.3 乳液聚合的基本成分  24-25
      1.2.3.4 乳液聚合新技术  25-27
  1.3 本工作的设计思想  27-28
第二章丙烯酸酯核壳乳液的合成与表征  28-44
  2.1 核—壳乳液聚合反应及单体的选择  28-34
    2.1.1 简介  28
    2.1.2 核—壳聚合机理  28-29
    2.1.3 核—壳聚合物制备工艺  29
    2.1.4 核—壳聚合物形成条件  29-30
    2.1.5 单体的选择  30-34
  2.2 实验方案的确立  34-35
  2.3 核壳乳液合成实验  35-39
    2.3.1 实验药品和仪器  36-37
      2.3.1.1 实验药品  36
      2.3.1.2 仪器  36-37
    2.3.2 实验装置  37-38
    2.3.3 实验方法  38-39
      2.3.3.1 试剂的准备  38
      2.3.3.2 乳液聚合  38
      2.3.3.3 乳液调pH值  38
      2.3.3.4 聚合反应方程  38-39
  2.4 聚合物及胶膜的表征  39-44
    2.4.1 聚合体系中凝胶含量的测定  39
    2.4.2 乳液固含量的测定  39-40
    2.4.3 单体转化率的测定  40
    2.4.4 乳液储存稳定性测定  40
    2.4.5 乳液钙离子稳定性测定  40
    2.4.6 乳液稀释稳定性的测定  40
    2.4.7 乳液机械稳定性测定  40
    2.4.8 乳液粘度的测定  40-41
    2.4.9 乳液表面张力的测定  41
    2.4.10 乳液pH的测定  41
    2.4.11 乳液流平性能的测定  41
    2.4.12 乳液流变性能的测定  41-42
    2.4.13 胶膜吸水率的测定  42
    2.4.14 胶膜耐化学品性能的测定  42
    2.4.15 胶膜附着力测定  42
    2.4.16 胶膜硬度测定  42-43
    2.4.17 胶膜抗沾污性能的测定  43
    2.4.18 胶膜表干时间的测定  43
    2.4.19 胶膜光泽度的测定  43-44
第三章结果与讨论  44-60
  3.1 共聚物的红外图谱分析  44
  3.2 各因素对乳液及胶膜性能的影响  44-54
    3.2.1 pH缓冲溶液对乳液聚合的影响  44-45
    3.2.2 聚合反应保温时间对单体转化率的影响  45-46
    3.2.3 搅拌强度对乳液聚合稳定性的影响  46
    3.2.4 乳化剂用量对乳液和胶膜性能的影响  46-48
    3.2.5 聚合温度对乳液和胶膜性能的影响  48-49
    3.2.6 引发剂用量对乳液和胶膜性能的影响  49-51
    3.2.7 单体滴加时间对聚合反应的影响  51-52
    3.2.8 单体比例的选择  52
    3.2.9 乳液流变性能  52-54
  3.3 碱溶性树脂用量确定  54
  3.4 合成产品与庄臣产品性能比较  54
  3.5 产品性能指标  54-60
    3.5.1 乳液  54-55
    3.5.2 胶膜  55-60
第四章结论  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
学位论文独创性声明  66
学位论文知识产权权属声明  66

环保型光油的研制和性能研究

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