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核壳结构颜料粒子的制备及其吸墨性能的研究

作 者: 佟晓楠
导 师: 姜波
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 高分子化学与物理
关键词: SiO2/TiO2 吸墨层 吸墨扩散速度
分类号: TS853.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


在开拓喷墨打印市场的历程中,全球几大喷墨相纸制造公司,纷纷致力于高新技术的研发。由于我国在喷墨相纸研究方面起步较晚、技术相对落后。因此我国迫切的需要自主研发能满足高性能喷墨相纸的材料。本文正是基于此背景,设计一种用于制备相纸的新型多功能颜料粒子。本文制备纳米SiO2/TiO2复合粒子,并研究复合粒子粒径可控的方法,讨论复合粒子的形成过程。将此复合粒子作为颜料粒子制备吸墨层,研究吸墨层性能。应用边缘检测技术进一步研究该吸墨层吸墨扩散速率。本文主要内容如下:采用凝胶溶胶法制备纳米二氧化硅,以此为核制备复合粒子。通过改变制备复合颗粒过程中钛酸四丁酯(TBOT)的用量,水的用量,反应时间以及核粒子纳米二氧化硅粒径,研究影响纳米复合粒子粒径变化的因素。并将复合粒子作为颜料粒子与聚乙烯醇(PVA)按一定比例混合制备吸墨层,研究对应吸墨层的抗紫外性能、清晰度情况以及吸墨速率等,并与商品化吸墨层在性能上进行比较。利用显微镜记录墨滴在吸墨层中扩散情况,应用边缘检测技术对视频截图进行图像处理,分析不同阶段吸墨过程。对样品进行表征,得到如下结论:研究表明氨水用量在25ml时,纳米二氧化硅粒子粒径分布较窄;随着TBOT用量、水用量、反应时间的增加,复合粒子粒径变大,而核大小的改变对复合粒子粒径影响较小;溶液中的水在核粒子表面形成水层,进而反应物TBOT通过溶液扩散到二氧化硅粒子表面水层中,最终形成纳米复合粒子的核壳结构;以在1.5g蒸馏水、0.12g TBOT、反应8h条件下制备的性能稳定、粒径分布较窄的纳米复合粒子作为吸墨层颜料粒子时,所制备的吸墨层清晰度高,吸墨速度适中,且具有一定的抗紫外性能;与商品化吸墨层比较,具有较为突出的抗紫外性能;利用边缘检测技术对墨滴扩散视频进行处理,将吸墨过程分为两个过程,分别得到其各自吸墨公式y1=5xA+B(0<A<1,0<B)和y2=Cln(x)+D(0<C,0<D),吸墨层扩散速度随C增加而增大。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-22
  1.1 相纸简介  9-12
    1.1.1 相纸的研发历程  9-12
    1.1.2 相纸未来发展趋势  12
  1.2 颜料粒子  12-17
    1.2.1 常见颜料粒子简介  12-14
    1.2.2 纳米复合粒子简介  14-17
  1.3 吸墨层  17-20
    1.3.1 吸墨层主要成分  17-18
    1.3.2 吸墨层的分类  18-19
    1.3.3 吸墨层性能要求  19-20
  1.4 课题研究的目的以及主要内容  20-22
第2章 实验内容和方法  22-29
  2.1 实验原料与实验设备  22-23
    2.1.1 实验原料  22
    2.1.2 实验仪器  22-23
  2.2 相纸吸墨层的制备  23-26
    2.2.1 颜料粒子制备  23-25
    2.2.2 吸墨层的制备  25-26
  2.3 表征与性能测试  26-29
    2.3.1 颜料粒子表征与性能测试  26
    2.3.2 吸墨层性能测试  26-29
第3章 颜料粒子的制备与表征  29-47
  3.1 颜料纳米二氧化硅粒子的制备  29-34
    3.1.1 纳米二氧化硅粒子的表征  29-32
    3.1.2 粒径可控的纳米二氧化硅粒子的制备  32-34
  3.2 颜料纳米二氧化硅/二氧化钛复合粒子的制备  34-46
    3.2.1 纳米二氧化硅/二氧化钛复合粒子的表征  34-38
    3.2.2 粒径可控的纳米二氧化硅/二氧化钛复合粒子的制备  38-42
    3.2.3 纳米复合颗粒形成过程  42-46
  3.3 本章小结  46-47
第4章 吸墨层的制备及其性能研究  47-73
  4.1 吸墨层中颜料粒子的选择  47-55
  4.2 吸墨层性能研究  55-71
    4.2.1 颜料复合粒子对吸墨层性能影响  55-65
    4.2.2 自制吸墨层与商品化吸墨层性能比较  65-67
    4.2.3 吸墨扩散速率的研究  67-71
  4.3 本章小结  71-73
结论  73-75
参考文献  75-80
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  80-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 印刷工业 > 特种印刷 > 特种印刷:按工艺分 > 喷墨印刷
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