畢業(yè)論文——硅烷偶聯(lián)劑改性丙烯酸油墨連結(jié)料的制備及性能研究

1、<p>　　哈爾濱商業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　硅烷偶聯(lián)劑改性丙烯酸油墨連結(jié)料的制備及性能研究</p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　專 業(yè) 班 級： 印

2、刷工程 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 院： 輕工學(xué)院 </p><p><b>　　二〇XX年六月八日</b></p><p><b>　　摘 要</b>

3、;</p><p>　　印刷中使用的溶劑型油墨中含有大量的有機(jī)揮發(fā)物（VOC)，可能造成印環(huán)境污染。水性油墨這種安全環(huán)保的新型油墨以優(yōu)良性能代替溶劑型油墨。連接料作為油墨的核心部分，其主要性能影響這油墨的性能，丙烯酸系列的樹脂是目前主流的水性油墨的連接料，卻有在耐水性和耐候性方面等問題。</p><p>　　本文主要研究水性油墨中以丙烯酸樹脂作為連接料的制備和用硅烷偶聯(lián)劑對丙烯酸樹脂進(jìn)行改

4、性，解決目前水性油墨的在耐水性，耐候性上的不足。通過確定乳化劑種類及在乳液中配比不同、引發(fā)劑濃度對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響、不同硅烷偶聯(lián)劑配比、反應(yīng)溫度、攪拌器轉(zhuǎn)速、單體的滴加對乳化反應(yīng)產(chǎn)生的影響。最后制備出適合在印刷中應(yīng)用的連接料。</p><p>　　關(guān)鍵詞:水性油墨;連接料;改性丙烯酸</p><p><b>　　Abstract</b></p><p

5、>　　Solvent based inks used in printing contain a large amount of organic volatile matter, which may cause environmental pollution. Water-based ink possesses the safe and environmental properties and can replace solven

6、t based ink. Ink binder acts as the core part of ink and its main performances affect the ink performance. Acrylic resin is currently the main binder of the water ink. But there are problems in water resistance and weath

7、er resistance.</p><p>　　This paper mainly studies the preparation of water-based ink with acrylic resin as the binder. The acrylic resin is modified with a silane coupling agent and the weak water-resistant,

8、 weather-resistant abilities can be solved. Through the selection of emulsifier and emulsion proportion and different effects of priming agent concentration of the experiments, different silane coupling agent ratio, reac

9、tion temperature, stirrer speed, monomer droplets and produced in the emulsion reaction effect, t</p><p>　　Keywords: Water-based ink; binder; modified acrylic</p><p><b>　　目 錄</b><

10、;/p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒 論3</b></p><p>　　1.1國外水性油墨的發(fā)展3</p><p>　　1.2國內(nèi)水性油墨的發(fā)展4</p><p

11、>　　1.3水性油墨的組成及分類5</p><p>　　1.3.1連接料5</p><p>　　1.3.2 有色體6</p><p><b>　　1.3.3助劑6</b></p><p>　　1.4改性丙烯酸制備6</p><p>　　1.4.1丙烯酸改性方式6</p>

12、;<p>　　1.4.2硅烷改性丙烯酸7</p><p>　　1.5乳液配方設(shè)計(jì)9</p><p>　　1.5.1 單體9</p><p>　　1.5.2水的選擇10</p><p>　　1.5.3乳化劑選擇10</p><p>　　1.5.4引發(fā)劑的選擇11</p><p

13、>　　1.5.5本文乳液的設(shè)計(jì)流程11</p><p>　　1.6本文研究目的及意義11</p><p><b>　　2實(shí) 驗(yàn)12</b></p><p>　　2.1實(shí)驗(yàn)藥品及儀器12</p><p>　　2.1.1藥品12</p><p>　　2.1.2實(shí)驗(yàn)儀器12</p

14、><p>　　2.2實(shí)驗(yàn)方法及過程研究13</p><p>　　2.2.1制備硅丙乳液13</p><p>　　2.2.2實(shí)驗(yàn)參數(shù)對實(shí)驗(yàn)影響及現(xiàn)象表述14</p><p>　　2.2.3本文研究不同的情況對最后生成的硅丙乳液影響研究14</p><p>　　2.3性能測定結(jié)果與討論19</p>&l

15、t;p>　　2.3.1固含量的測定19</p><p>　　2.3.2 粘度測定20</p><p>　　2.3.3 吸水率的測定20</p><p>　　2.3.4耐候性測試21</p><p>　　2.3.5PH值測試21</p><p>　　2.4乳液形成的薄膜性能測定21</p>

16、<p>　　2.4.1薄膜耐水性測定22</p><p>　　2.4.2 薄膜的附著性測定23</p><p><b>　　結(jié) 論25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p

17、><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，印刷行業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。但在目前全國大多數(shù)印刷廠在印刷實(shí)際操作中通常使用溶劑型油墨，而溶劑型油墨中含有大量的苯類有機(jī)物，乙酸乙酯，酮類，醇類有機(jī)溶劑，這些有機(jī)揮發(fā)物（VOC)，在印刷工人進(jìn)行印刷操作中會對其自身產(chǎn)生極大的傷害，同時(shí)對環(huán)境產(chǎn)生極大的污染。據(jù)報(bào)道[1]英國已

18、經(jīng)立法，禁止印刷包裝食品用的薄膜使用溶劑型油墨。</p><p>　　因此水性油墨這種安全,環(huán)保衛(wèi)生的新型油墨便以其自身優(yōu)良的性能成為了當(dāng)代印刷工藝中代替溶劑型油墨的產(chǎn)品。我國早已明確將水性油墨和其相關(guān)原材料列為了日后發(fā)展研究的重點(diǎn)和油墨行業(yè)發(fā)展的未來趨向</p><p>　　水性油墨的發(fā)展及其相關(guān)原材料被我國列為了研究開發(fā)的重點(diǎn)和油墨行業(yè)發(fā)展的未來趨向[2]。而本文主要研究水性油墨中以丙

19、烯酸作為連接料的制備，對丙烯酸進(jìn)行改性，解決目前水性油墨的一些不足。</p><p>　　水性油墨顧名思義，以水作為溶劑的水墨在其揮發(fā)干燥時(shí)揮發(fā)物為水蒸汽對環(huán)境污染性極小，而溶劑型油墨揮發(fā)VOC會對環(huán)境產(chǎn)生污染。它是21世紀(jì)新型‘綠色’環(huán)保型油墨，它能在擁有黏度低，流動性好的特點(diǎn)的同時(shí)不使用對環(huán)境產(chǎn)生危害的有機(jī)溶劑。水性油墨以水作為溶劑的其區(qū)別于有機(jī)溶劑會對環(huán)境產(chǎn)生污染。在用溶劑型油墨時(shí)，由于靜電和易燃溶劑會造成

20、火災(zāi)，同時(shí)溶劑型油墨的毒性非常強(qiáng)，會對印刷操作工人身心造成極大傷害，使用水性油墨是綠色印刷未來發(fā)展的必然趨勢，也為綠色印刷提供了多條可以選擇的方式[3]。</p><p>　　1.1國外水性油墨的發(fā)展</p><p><b>　　西方水性油墨的發(fā)展</b></p><p>　　由于西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，早在20世紀(jì)中葉就已經(jīng)開始對水性油墨進(jìn)行研究，其發(fā)

21、展主要?dú)v經(jīng)了3個(gè)階段:</p><p>　　第1階段：水性油墨的連接料是松香，馬來酸改性樹脂組成的在性能上有很多不足。</p><p>　　第2階段：水性油墨的連接料為S—A溶劑。其中S代表苯乙烯，A代表丙烯酸。</p><p>　　第3階段：水性油墨的連接料是由乳液反應(yīng)聚合而成的樹脂。</p><p>　　在第1階段的研究后，當(dāng)丙烯酸類單體

22、與苯乙烯聚合所制備出的（具有核殼結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）的聚合乳液樹脂技術(shù)的提出，水性油墨連接料所用新型樹脂的研制是水性油墨發(fā)展的核心技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以提高水性油墨的光澤度和干燥性，促進(jìn)了綠色水墨的發(fā)展，同時(shí)拓寬了水性油墨與溶劑型油墨的競爭領(lǐng)域，此后水性油墨以其嶄新的姿態(tài)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。當(dāng)前，在歐美國家中，己經(jīng)逐步大量的使用綠色環(huán)保型油墨，同時(shí)禁止使用含苯的溶劑型油墨。當(dāng)前，在歐美國家中，己經(jīng)逐步大量的使用綠色環(huán)保型油墨，同時(shí)禁止使用含

23、苯的溶劑型油墨。40%的塑料材料印刷中采用水性油墨在西方市場，綠色環(huán)保型水墨的所占比日益攀升，由此，綠色水性油墨將會成為未來印刷中的主要油墨，在未來擁有代替溶劑型油墨的可能趨勢。</p><p>　　1.2國內(nèi)水性油墨的發(fā)展</p><p>　　與國外相比，由于我國是發(fā)展中國家，在環(huán)保方面起步晚，所以國內(nèi)在水墨的研究方面起步相對較晚，大致可分為三個(gè)階段:第一代水墨產(chǎn)品是從新加坡引進(jìn)的，第二

24、代水墨產(chǎn)品是在第一代水墨的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，第三代水墨產(chǎn)品是從國外直接引進(jìn)的，第四代水墨產(chǎn)品既我國是現(xiàn)在自行研發(fā)的樹脂或直接使用進(jìn)口樹脂生產(chǎn)的水性油墨，它是我國現(xiàn)在主流使用的高檔水墨。是由天津油墨廠首先研制成功并投產(chǎn)的。</p><p>　　當(dāng)我國加入WTO后，面對世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，研究開發(fā)新型綠色油墨來替代對環(huán)境有害的溶劑型油墨逐漸被我國提上了發(fā)展日程，所以大量研究人員開始著手于研究環(huán)保性能好的油墨，并向著“

25、高速印刷、多色印刷、快速干造、沒有污染、能耗較低、擁有標(biāo)準(zhǔn)”的目標(biāo)發(fā)展。2003年年末，武漢現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)研究院開發(fā)出一種無毒，無味，無腐蝕性，不易燃，使用安全系列的新型綠色環(huán)保水性油墨[4-5],能夠在用于包裝的金板紙和銅版紙上印刷，同時(shí)可以在用于廣告印刷的不干膠紙上進(jìn)行印刷，在書刊雜志的印刷中也可以使用。2004年初在上海的美德化工有限公司宣布已經(jīng)推出了高品質(zhì)的環(huán)保型無味全水低溫?zé)峁逃湍玀IA -1002 [6]該產(chǎn)品可以把甲醛含量控

26、制在15pp以下，符合日本、德國紡織印染環(huán)保的要求，并具有特別強(qiáng)的遮蓋力。其質(zhì)感細(xì)膩、能通過250目以上的絲網(wǎng)。同時(shí)操作方便、油墨的顏色可任意配置的優(yōu)點(diǎn)。在2005年有文獻(xiàn)稱，研制出苯丙樹脂作為原料合成的水性油墨，與外國水性油墨相比，苯丙樹脂水性油墨有與之相差不多的光澤性，熟度和細(xì)度略高于國外水墨。同年有文獻(xiàn)報(bào)道[7]采用一種水性油墨以聚氨酯聚丙烯酸酯復(fù)合乳液為連接料，其能適用于塑料</p><p>　　相比之前

27、，中國的水性油墨，在研發(fā)和技術(shù)方面的進(jìn)步顯著，對于大多數(shù)紙箱廠，國產(chǎn)油墨在網(wǎng)點(diǎn)，疊印，以及高速印刷方面都能滿足其性能要求。該產(chǎn)品在價(jià)格低廉的優(yōu)勢下，其質(zhì)量比較進(jìn)口水性油墨比較也相差不多，受到廣大客戶的信賴。最近，在大時(shí)代環(huán)保理念的影響下，美觀與環(huán)保都應(yīng)該在印刷操作中體現(xiàn)，國內(nèi)開始逐漸增加組合的柔印生產(chǎn)作業(yè)線，而水性油墨四色印刷機(jī)也同時(shí)應(yīng)用于瓦楞紙的印刷中。其中不乏高級印刷機(jī)的引進(jìn)[9]。</p><p>　　1.

28、3水性油墨的組成及分類</p><p>　　水性油墨是由連接料，顏料，助劑，均勻混合成的粘稠混合物。</p><p>　　水性油墨應(yīng)具有色彩鮮艷，良好的印刷特性，耐酸，堿，水，溶劑等應(yīng)用指標(biāo)，而油墨的主要性能都是由這些組分決定。</p><p><b>　　1.3.1連接料</b></p><p>　　連接料是油墨的最核

29、心組成，它是油墨的中間相，連接料是將固體粉末物質(zhì)連接起來并且加以分散形成連續(xù)的均勻的粘稠狀混合物，在印刷過程中，通過印刷機(jī)，連接料能把有色體附著固定于承印物表面，并且能達(dá)到一定的光澤性和干燥性應(yīng)用指標(biāo)，油墨的主要性能大部分取決于連接料好壞。水性連接料的基本性能亦是如此：</p><p><b>　　粘度</b></p><p>　　水性油墨連接料的粘度范圍一般要求在2

30、0-70s之間(#涂杯測定)。如果水性油墨連接料的粘度太低，則會產(chǎn)生較大顆粒，使其在印刷過程中對承印物印品質(zhì)量產(chǎn)生影響，例如油墨在印刷機(jī)上傳遞發(fā)生錯(cuò)誤，印刷會發(fā)生糊版現(xiàn)象，印品產(chǎn)生大幅度掉粉現(xiàn)象印象印刷速度。如果連接料的粘度過高，水性油墨在印刷機(jī)上傳遞時(shí)會出現(xiàn)糊版、臟版、飛墨問題。</p><p><b>　　(2)干燥性</b></p><p>　　水性油墨干性是由

31、水性連接料的干燥性能做出決定的。而水性連接料的干燥性能在不同樹脂作為水性油墨連接料會產(chǎn)生不同的干燥性。</p><p><b>　　(3)色澤</b></p><p>　　由于水性油墨的色澤是由其顏料決定的，所以連接料的色澤不可以影響油墨色澤，其色澤應(yīng)為越淡越好。</p><p><b>　　(4)氣味</b></p

32、><p>　　由于水性連接料在制造過程使用氨水和其他含胺類物質(zhì)，所加物的氣味影響油墨的氣味。但水性油墨是水代替溶劑作為分散介質(zhì)，水性連接料氣味相對溶劑型油墨氣味較小。</p><p><b>　　(5)pH值</b></p><p>　　水性油墨的pH值直接關(guān)系到油墨的豁度以及干性。水性油墨的豁度隨著pH值的下降而升高，干性隨著pH值的升高而降低。

33、水性油墨的pH值主要是靠胺類化合物調(diào)節(jié)。但是在實(shí)際生產(chǎn)印刷過程中，胺類物質(zhì)揮發(fā)使pH值下降，油墨的勃度增加，轉(zhuǎn)移性變差，干燥加快，出現(xiàn)糊版。因此將水性油墨連接料的pH值控制在8-9比較合適。若pH值太高，油墨干燥時(shí)間慢，使印刷品之間出現(xiàn)粘結(jié)，同時(shí)耐水性下降。</p><p><b>　　1.3.2有色體</b></p><p>　　有色體即指油墨制備中使用的染料和顏料

34、，在印刷油墨中，染料一般為有機(jī)物質(zhì)，它可以溶于連接料;而顏料是顆粒極細(xì)的有色物質(zhì)(一般為無機(jī)物質(zhì)，如欽白粉和三氧化二鐵等)，它在連接料中呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)，但由于價(jià)格原因，制備油墨時(shí)一般使用后者。</p><p>　　有色體是油墨的分散相，它提供了油墨的鮮艷的顏色，并且對油墨各種耐性和流變性能有一定的影響。在油墨中使用的有色體的著色力、化學(xué)穩(wěn)定性和耐光能必須達(dá)到要求并且分散能力強(qiáng)，不可以影響油墨流動性能。</p&

35、gt;<p><b>　　1.3.3助劑</b></p><p>　　在油墨生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，當(dāng)油墨本身為了增添一些性能，會添加性能助劑助劑。</p><p>　　常用的油墨助劑有以下幾種:增塑劑、稀釋劑、催干劑、消泡劑。</p><p>　　除此以外，在制備油墨中，還有一些助劑，如耐臟劑、沖淡劑、潤濕分散劑等也是根據(jù)實(shí)際操作條件

36、的不同，使用不同的助劑。</p><p>　　水性油墨也是油墨的一種所以其必須具備油墨所擁有的大部分特性。而丙烯酸以其在價(jià)格上，性能上的優(yōu)勢在作為連接料的領(lǐng)域被廣泛使用。但其由于在耐水性，耐候性上的不足，需要對其改性才能達(dá)到成為水性油墨的需求。</p><p>　　1.4改性丙烯酸制備</p><p>　　1.4.1丙烯酸改性方式</p><p&

37、gt;　　而改性丙烯酸樹脂能對丙烯酸樹脂的很多缺點(diǎn)進(jìn)行特性改良，經(jīng)過研究文獻(xiàn)改良方式[11-18]有如下幾種。</p><p>　　有機(jī)硅改性，有機(jī)硅的Si—O鍵能 （450KJ/mol)，在內(nèi)旋轉(zhuǎn)能壘反面低，分子體積較大，其表面能小，所以擁有特別好的耐紫外光性能，同時(shí)在耐候性能和耐玷污性能上較好，而其耐化學(xué)介質(zhì)反面又為其提供了很多的用途空間。由于丙烯酸酯受熱后的熱塑性，使其在交聯(lián)點(diǎn)少在線性分子，所以形不成三維網(wǎng)

38、狀交聯(lián)膠膜，分子縫隙大，其鍵能C—C鍵能 (350KJ/mol)＜ Si—O鍵能，所以其耐水性、耐沾污性反面差，同時(shí)在溫度不同環(huán)境下高溫發(fā)黏低溫變脆。文獻(xiàn)證明用有機(jī)硅改性丙烯酸酯可以生成的乳液，將有機(jī)硅改性丙烯酸后應(yīng)用于連接料中可以改善丙烯酸酯乳液熱黏冷脆、耐候、耐水等性能。</p><p>　　有機(jī)氟改性，有機(jī)氟改性的丙烯酸樹脂涂料不僅保留了丙烯酸樹脂涂料良好的耐堿性，顏色和光澤保持性，涂層豐滿等特性，而且還具

39、有有機(jī)氟涂料的耐候性，耐污染性，耐腐蝕性和自清潔的優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)集成高性能涂料，具有廣闊的應(yīng)用前景。氟是最負(fù)電性的元素，擁有最強(qiáng)的電負(fù)性，極化率最低，氟僅比氫的原子半徑大。氟原子能取代C—H鍵上的H形成C—F。C—F鍵極短，而鍵能高達(dá)460kJ/mol氟改性丙烯酸樹脂后，生成的氟—丙烯酸樹脂化學(xué)惰性強(qiáng)同時(shí)具有良好的成膜性能、柔韌性能及黏結(jié)性能，在的防水性、防污性、防油都有優(yōu)異的變現(xiàn)。</p><p>　　環(huán)氧改性，環(huán)

40、氧樹脂被普遍使用，其擁有強(qiáng)度高、黏附性好的特征，但其在戶外耐候性方面較差。當(dāng)環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂時(shí)，在環(huán)氧樹脂分子鏈的兩側(cè)會引入丙烯基不飽和雙鍵，繼而能夠與其它單體產(chǎn)生共聚，獲得的乳液既擁有環(huán)氧樹脂在模量、強(qiáng)度、耐化學(xué)品和耐腐蝕性方面的優(yōu)勢，而丙烯酸樹脂的光澤、豐滿度和耐候性等特點(diǎn)又可以被繼承，同時(shí)在價(jià)格方面優(yōu)勢較大，可以在裝飾性能要求高的場所，例如如塑料涂裝印刷、及塑料加工過程 在塑料表面進(jìn)行處理、電鍍燙金、鍍膜等諸多方面的需求。&

41、lt;/p><p>　　聚氨酯改性，聚氨酯涂膜在的機(jī)械耐磨性、耐化學(xué)品，薄膜亮度等方面表現(xiàn)良好且其有耐低溫、柔韌性好、黏結(jié)強(qiáng)度高的特點(diǎn)，聚氨酯膠膜在耐候性、耐水性方面表現(xiàn)極差，丙烯酸酯乳液在力學(xué)性能方面高于聚氨酯。在丙烯酸酯和聚氨酯復(fù)合后，將能夠使其繼承各自的特點(diǎn)，同時(shí)避免缺點(diǎn)，讓涂膜性能獲得改善，并且聚氨酯丙烯酸樹脂在成本方面較低，會有廣泛的發(fā)展用途。</p><p>　　納米材料改性，丙烯

42、酸樹脂因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)為線形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致丙烯酸樹脂溫度高發(fā)黏低溫變脆、抗回黏性和耐熱性不好等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)對其會使其應(yīng)用范圍變窄。由于納米材料在小尺寸效應(yīng)、光學(xué)效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子尺寸效應(yīng)中都具有特殊性質(zhì)，使用納米材料改性丙烯酸可以使新生成的材料獲得新的功能。而功能繼承與納米材料的吸收紫外光的作用，這種性能能夠增強(qiáng)涂料的耐老化性能，同時(shí)在耐老化，耐候性，等方面表現(xiàn)良好。</p><p>　　此外，聚合丙烯

43、酸樹脂不同方式均會的生成樹脂產(chǎn)生影響，其中包括反應(yīng)本身聚合方法、反應(yīng)溫度，及外在的單體滴加速率、乳化劑類型及用量和助劑類型與用量。</p><p>　　1.4.2硅烷改性丙烯酸</p><p>　　由于本文考慮到丙烯酸酯在耐水，耐候方面的不足，通過比較，考慮在實(shí)際生產(chǎn)中的成本方面，本文認(rèn)為在有機(jī)硅改性丙烯酸反面可以進(jìn)行探索，所以本文選擇在硅烷改性丙烯酸酯方面做出研究，并探索其能否適用于水性

44、油墨連接料。</p><p>　　丙烯酸聚合物在成膜性、粘接性、耐腐蝕、耐光性、耐侯性均有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，上文指出由于其線性結(jié)構(gòu)，丙烯酸聚合物在耐水性、耐沾污性反面表現(xiàn)差而且低溫變脆，高溫發(fā)粘。相較于丙烯酸酯，聚硅氧烷的玻璃化溫度(Tg)低，因?yàn)槠淠偷蜏?，耐水，耐高溫，耐沾污，薄膜透氣性良好，而且表面張力低。陳振耀等把有機(jī)硅分子鏈接枝到丙烯酸酯上制成改性丙烯酸樹脂，新生成的樹脂具有兩者的優(yōu)點(diǎn)。涂膜表面擁有富集的有機(jī)

45、硅鏈段，使改性后的丙烯酸樹脂的涂膜耐候性得到顯著的提高，用其制備的有機(jī)硅丙烯酸酯涂料具有優(yōu)良的耐沾污性、耐候性，是新型的有機(jī)材料。但目前在其使用方面普遍使用與涂料方面，本文認(rèn)為其可以成膜性，同時(shí)在粘接性反面很強(qiáng)，所以可以在水性油墨方面作為連接料使用。</p><p>　　本文所選取的改性方法為有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂，將有機(jī)硅單體引入丙烯酸酯的高分子鏈上，制備的有機(jī)硅丙烯酸酯乳液兼具兩者的優(yōu)異性能，既具有丙烯酸酯聚合

46、物本身良好的成膜性，也由于有機(jī)硅能與無機(jī)材料中的硅氧原子形成共價(jià)鍵結(jié)合，因此在附著力和機(jī)械強(qiáng)度方面也會有提升。</p><p>　　我國學(xué)者在用硅氧烷改性丙烯酸方面曾做過大量研究，而其改性方式分為物理改性丙烯酸酯和化學(xué)改性丙烯酸酯。</p><p>　　物理是將有機(jī)硅乳液或分散液和丙烯酸酯乳液混合，Richard，范青華等通過研究發(fā)現(xiàn)，通過混和兩種有機(jī)物改性后的生成的乳液穩(wěn)定性不好，兩相分

47、離，儲存期短，機(jī)硅聚合物活性本身基團(tuán)已發(fā)生自聚反應(yīng)，并沒有同丙烯酸混合，在丙烯酸酯的主鏈及側(cè)鏈上沒有化學(xué)鍵結(jié)合，其耐候性和附著力沒有變化。所以用物理方法制備硅丙乳液并不能達(dá)到我們所需要的性能要求。</p><p>　　化學(xué)改性法是將帶有不飽和鍵的有機(jī)硅氧烷單體和丙烯酸酯類單體共聚，由于在聚合反應(yīng)中不同機(jī)理和方法會形成形成無規(guī)共聚物、接枝共聚物和互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物。硅丙干燥時(shí)，硅氧烷會發(fā)生水解、縮聚，能使聚合物分子之間

48、以及聚合物與基材之間形成立體網(wǎng)絡(luò)（-Si-O-Si-）結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)牢固，所形成的膜會耐水性和附著力方面表現(xiàn)良好。其反應(yīng)方程式如下所示。</p><p>　　—Si—OH+HO—R→—Si—O—R+H2O </p><p>　　.—Si—OH+HO—R’→—Si—O—R’+ROH </p><p>　　上述反應(yīng)過程中，丙烯酸樹脂和有機(jī)硅中間體通過

49、溶液縮合聚合接枝反應(yīng)，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了二者的相容性。同時(shí)，在高溫時(shí)聚丙烯酸網(wǎng)絡(luò)斷裂產(chǎn)生的自由基分子能捕捉聚有機(jī)硅硅氧烷網(wǎng)絡(luò)上的自由基，使高分子降解速度減慢，熱穩(wěn)定性提高。合成的硅丙樹脂無色透明硬度高附著力強(qiáng)，耐化學(xué)性好，耐候性優(yōu)異，透水氣性好，具備有機(jī)硅和丙烯酸酯的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　而現(xiàn)代化學(xué)制備丙烯酸樹脂，因?yàn)橐梅磻?yīng)中水解、縮聚。所以在通常在實(shí)驗(yàn)室中采用乳液聚合的方式來制備硅烷改性丙烯酸乳液，

50、下文簡稱其為硅丙乳液。</p><p>　　乳液聚合反應(yīng)是由單體和水在乳化劑乳化下生成的乳狀液。其中由引發(fā)劑引發(fā)聚合，乳化反應(yīng)體系是由單體、水、乳化劑及引發(fā)劑四種組分組成。當(dāng)乳液聚合理論提出及深入研究，人們對其了解越來越深刻，發(fā)現(xiàn)在乳化體系中可以進(jìn)行烯類單體的自由基型聚合反應(yīng)，也能夠發(fā)生離子型聚合反應(yīng);其介質(zhì)可以為水，也可使用其它液體;能夠按膠束機(jī)理進(jìn)行反應(yīng)，也能按照低聚物機(jī)理發(fā)生反應(yīng)。所以乳液聚合定義為在水或其

51、它液體作為介質(zhì)的乳液中，按膠束機(jī)理和低聚物機(jī)理生成孤立的的乳膠粒，并在其中進(jìn)行自由基加成聚合或離子加成聚合來生產(chǎn)高聚物的一種聚合方法。對比于其他的反應(yīng)方法，乳液聚合法生成的產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)；</p><p>　　有聚合物乳液以水為介質(zhì)，無毒，無味，不燃，不爆，生產(chǎn)安全，且不會造成環(huán)境污染，為環(huán)境友好型產(chǎn)品;既具有高的聚合反應(yīng)速率，又可以得到高分子量的聚合物:乳液聚合體系粘度低，乳膠粒的粒徑小，故易散熱; 聚合物乳

52、液可以直接利用;所用設(shè)備及生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)靈活性大;原料成本及生產(chǎn)成本低。</p><p>　　目前全世界對研究制備聚合物乳液及理論[19]逐漸完備，乳液聚合生成的新品種增多，而其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸拓寬。目前我國，環(huán)境保護(hù)問題己引起極大重視，由水性產(chǎn)品來取代溶劑型產(chǎn)品己成為大勢所趨，今后乳液聚合工藝及聚合物乳液應(yīng)用技術(shù)在我國必將繼續(xù)迅速發(fā)展。</p><p>　　所以本文按照乳液聚

53、合反應(yīng)所需要的單體、水、乳化劑及引發(fā)劑做出選擇合適的丙烯酸單體、水、乳化劑及溶于水的引發(fā)劑。</p><p><b>　　1.5乳液配方設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.5.1 單體</b></p><p>　　由于不同單體有不同的性能，所選擇單體對合成后的產(chǎn)物又有不同的影響所以把不同單體的不同情況如表1-1。

54、</p><p>　　關(guān)于Fox方程[20] 乳液的機(jī)械性能取決于乳液聚合物的Tg，通過調(diào)節(jié)乳液聚合物玻璃化溫度控制涂膜的機(jī)械性能是廣泛使用的一種方法。單體的種類根據(jù)其均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可分為硬單體和軟單體，凡是Tg高于室溫的稱為硬單體，反之是軟單體。硬單體一般有甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸等，軟單體有丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、乙烯、C10叔碳酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙基己酯等。無規(guī)共聚物的

55、Tg介于兩種共聚組分單體的均聚物Tg之間，隨著共聚物組成的變化而變化，對于Tg較高的組分而言，Tg較低組分的引入，其作用與增塑相似。無規(guī)共聚物Tg的計(jì)算公式有經(jīng)驗(yàn)公式，也有半經(jīng)驗(yàn)公式，其中Fox方程形式簡單，應(yīng)用廣泛。</p><p>　　Fox方程:1 / Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+…+Wi/Tgi+…</p><p>　　式中Wi——組分i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，</p>&

56、lt;p>　　W1+W2+…+Wi+…=1;</p><p>　　Tgi——組分i的玻璃化溫度。</p><p>　　所以本文選取甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸為硬單體以丙烯酸丁酯為軟單體來達(dá)到生成的乳液具有耐久性，柔韌性，附著力等性能。</p><p>　　表1-1 不同單體的性能</p><p><b>　　1.5.2水的選擇&l

57、t;/b></p><p>　　由于，普通水中含有大量離子，而蒸餾水在實(shí)驗(yàn)室中可能存在細(xì)微污染所以本文選取去離子水作為反應(yīng)體系中的分散相。</p><p>　　1.5.3乳化劑選擇</p><p>　　乳液聚合中，乳化劑選擇也很重要，乳化劑的選擇[21-25]有以下幾條原則:</p><p>　　乳化劑的HLB值應(yīng)匹配于乳液聚合反應(yīng)體系

58、;乳液聚合所選擇的乳化劑通常為陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑的復(fù)配物，用在紡織造紙類的乳液聚合反應(yīng)所需要的乳化劑為陽離子型乳化劑或反應(yīng)型陽離子乳化劑;離子型乳化劑的反應(yīng)溫度要低于三相點(diǎn);非離子乳化劑必須有高于反應(yīng)溫度的濁點(diǎn)，使其能夠充分乳化;覆蓋面積as的大小影響離子型乳化劑應(yīng)該選用as量大的乳化劑;乳化劑的臨界膠束濃度應(yīng)小;增溶度略高的乳化劑適合選取;乳化劑不能參加聚合反應(yīng);選擇乳化劑時(shí)應(yīng)該考慮其后續(xù)工作，例如制備連接料，如果乳化劑本

59、身的顏色影響其連接料的顏色，則會的后續(xù)生產(chǎn)流程產(chǎn)生影響。</p><p>　　1.5.4引發(fā)劑的選擇</p><p>　　而表1-2[26-29]中選取KPS（過硫酸鉀作為引發(fā)劑，本文選取APS（過硫酸銨）作為引發(fā)劑，此二者適合的反應(yīng)溫度為60℃到90℃之間。</p><p>　　表1-2 引發(fā)劑種類及代表</p><p>　　1.5.5本文

60、乳液的設(shè)計(jì)流程</p><p>　　①根據(jù)性能要求和資源確定技術(shù)路線或乳液系統(tǒng);</p><p>　?、诟鶕?jù)需要實(shí)驗(yàn)需要（乳液最低成膜溫度)計(jì)算單體組成;</p><p>　?、圻x擇乳化劑并通過實(shí)驗(yàn)確定;</p><p>　　④引發(fā)劑選擇、PH調(diào)節(jié)劑的選擇;</p><p>　　⑤通過實(shí)驗(yàn)，確定工藝參數(shù)及工藝流程。&l

61、t;/p><p>　　1.6本文研究目的及意義</p><p>　　本文選擇硅烷偶聯(lián)劑KH-550（γ_氨丙基三乙氧基硅烷）與丙烯酸單體進(jìn)行共聚，硅烷發(fā)生水解與丙烯酸單體發(fā)生交聯(lián)，預(yù)計(jì)生成的產(chǎn)物會提高水性油墨在承印物上的耐水等性能。而下文會詳細(xì)研究了硅烷偶聯(lián)劑，反應(yīng)物，乳化劑，的加料方式、投料比、反應(yīng)條件，種類，等因素對丙烯酸乳液穩(wěn)定性、水性油墨的耐水性、耐測洗性等性能的影響規(guī)律，制備了一種性

62、能優(yōu)良的水性油墨連接料。</p><p><b>　　2實(shí) 驗(yàn)</b></p><p>　　2.1實(shí)驗(yàn)藥品及儀器</p><p><b>　　2.1.1藥品</b></p><p>　　表2-1 藥品及生產(chǎn)廠家</p><p><b>　　2.1.2實(shí)驗(yàn)儀器<

63、/b></p><p>　　表2-2 實(shí)驗(yàn)儀器及規(guī)格</p><p>　　2.2實(shí)驗(yàn)方法及過程研究</p><p>　　2.2.1制備硅丙乳液</p><p>　　制備乳液有兩種方法，半連續(xù)法和直接制備方法。</p><p>　　半連續(xù)法：水、乳化劑按設(shè)計(jì)比例加入到三口燒瓶中，先把反應(yīng)體系的溫度升到60℃時(shí)，加入

64、一定比例的丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯攪拌混合，隨后加入一半的引發(fā)劑引發(fā)聚合，形成種子乳液。當(dāng)反應(yīng)穩(wěn)定后，開始滴加剩余的丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯和硅烷偶聯(lián)劑?？刂茊误w和引發(fā)劑的滴加速度，使所有單體和引發(fā)劑在一個(gè)半小時(shí)內(nèi)均勻滴加完畢。保溫一小時(shí)后溫度降到40 ℃，調(diào)節(jié)pH到8-9出料。</p><p>　　直接法：將水、乳化劑按一定比例加入到四口燒瓶中，當(dāng)反應(yīng)體系的溫度升到60℃時(shí)，加入一定比例的丙烯酸丁酯和甲基丙

65、烯酸甲酯攪拌混合，隨后加入一半的引發(fā)劑引發(fā)聚合，形成種子乳液。當(dāng)反應(yīng)穩(wěn)定后，開始滴加硅烷偶聯(lián)劑和剩余的引發(fā)劑?？刂茊误w和引發(fā)劑的滴加速度，使所有單體和引發(fā)劑在一個(gè)小時(shí)內(nèi)均勻滴加完畢。保溫一小時(shí)后溫度降到40 ℃，調(diào)節(jié)pH到8-9出料。</p><p>　　通過實(shí)驗(yàn)最后生成的乳液性能比較哪種方法是適合反應(yīng)的最佳方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 實(shí)驗(yàn)裝配圖</

66、p><p>　　2.2.2實(shí)驗(yàn)參數(shù)對實(shí)驗(yàn)影響及現(xiàn)象表述</p><p><b>　　1 PH值 </b></p><p>　　通過不同實(shí)驗(yàn)測試后調(diào)節(jié)PH值時(shí)使用氨水，而不使用氫氧化鈉是因?yàn)樵诰w論部分已經(jīng)提到水性油墨的PH值通常用氨水調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　2 轉(zhuǎn)速</b></p>

67、<p>　　通過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證攪拌機(jī)速度大約應(yīng)為3R/s，如果攪拌速度過快生成乳液渾濁，較慢無法生成乳液。</p><p><b>　　3滴加速度</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)需要在90分鐘內(nèi)滴加完剩余液滴，而較多的漏斗中應(yīng)以10秒1滴的速率滴加較少的以15秒1滴的速率滴加。</p><p><b>　　4引發(fā)劑<

68、;/b></p><p>　　而引發(fā)家APS溶劑應(yīng)每10分鐘用膠頭滴管進(jìn)行滴加滴加時(shí)間為一個(gè)半小時(shí)</p><p><b>　　5 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象</b></p><p>　　在當(dāng)溫度到達(dá)60℃時(shí)，反應(yīng)開始進(jìn)行時(shí)加入的丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯在加入燒瓶中就產(chǎn)生白色，乳狀產(chǎn)物。在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行20分鐘時(shí)產(chǎn)生藍(lán)光，查找文獻(xiàn)后，原因是單體之間進(jìn)行了反

69、應(yīng)，而反應(yīng)產(chǎn)生的藍(lán)光并不是特別強(qiáng)烈。在反應(yīng)進(jìn)行60min時(shí)藍(lán)光消失。燒瓶中液體為乳白色液體。</p><p>　　2.2.3本文研究不同的情況對最后生成的硅丙乳液影響研究</p><p>　　1 甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯的不同配比反應(yīng)能否生成乳液見下表2-3</p><p>　　表2-3 甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯不同比例和加入引發(fā)劑方式生成乳液比較</p&

70、gt;<p>　　如表所示，確定最佳配比應(yīng)為50：20而APS溶劑應(yīng)先加入一半剩下的每十分鐘用膠頭滴管滴加一次，大約每次2毫升。</p><p>　　通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證最開始種子乳液加入的配比應(yīng)為15：6。</p><p>　　2反應(yīng)形成的乳液對比</p><p>　　未形成的乳液，如圖2.2，可以觀看出其分層明顯，產(chǎn)生原因因?yàn)榉磻?yīng)中單體剩余過多，其大部分為

71、未反應(yīng)的丙烯酸丁酯及少量甲酯，引發(fā)劑不足。</p><p>　　圖2.2未形成的乳液</p><p>　　直接法所制備的乳液如圖2.3所示。放置24小時(shí)后，48小時(shí)，240小時(shí)。觀察發(fā)現(xiàn)均未分層。證明形成的乳液符合是所需要制備的乳液，能達(dá)到想要形成乳液的基本要求?？赡茉蚴且?yàn)橹苯臃ǚ磻?yīng)不充分導(dǎo)致剩余部分單體未參加反應(yīng)。</p><p>　　圖2.3直接法制備的乳液

72、</p><p>　　半連續(xù)滴加法制備的乳液如圖2.4。所形成的理想狀態(tài)的乳液，顏色較白，呈乳狀液分布，不分層。放置24小時(shí)，48小時(shí)，240小時(shí)后，觀察發(fā)現(xiàn)均未分層。證明形成的乳液符合是所需要制備的乳液，能達(dá)到想要形成乳液的基本要求。</p><p>　　圖2.4 半連續(xù)滴加法制備的乳液</p><p>　　3 乳化劑多少對形成乳液影響如表2-4</p>

73、;<p>　　表2-4 乳化劑含量及種類對乳液影響</p><p>　　形成黃色乳液是因?yàn)橥聹?80本身顏色(黃色)。</p><p>　　4 硅烷的比例如表2-5</p><p>　　表2-5 硅烷含量對乳液影響</p><p>　　硅烷的配比對于能否生成乳液不會造成影響，因?yàn)闊o論其自身水解交聯(lián)，還是接枝，嵌入丙烯酸酯的主鏈及

74、側(cè)鏈中，都會產(chǎn)生乳液中的成分。</p><p>　　5引發(fā)劑APS溶劑對試驗(yàn)的影響如表2-6所示。</p><p>　　表2-6 APS溶劑對實(shí)驗(yàn)生成乳液的影響</p><p>　　由于本實(shí)驗(yàn)并不能在通氮?dú)獾那闆r下進(jìn)行，引發(fā)劑在長時(shí)間空氣環(huán)境中容易失活，而實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長所以引發(fā)劑的量需要略微增大（比在文獻(xiàn)中的0.8%略微高出一些）。</p><p&

75、gt;　　由多次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及參考一些文獻(xiàn)得出本次試驗(yàn)方案應(yīng)把乳化劑的量定為6%以上，軟硬單體配比為50：20。硅烷含量對能否生成乳液暫無影響但對乳液所需要達(dá)到的性能要求有無影響需要在測試不予以表述。而本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)應(yīng)以半連續(xù)滴加法為較佳實(shí)驗(yàn)方法。</p><p>　　而較佳的實(shí)驗(yàn)過程如下：</p><p>　　用去離子水洗干凈試驗(yàn)器材用量筒量取實(shí)驗(yàn)6%的乳化劑op-10，與100ml水加入燒瓶

76、中，在水浴鍋中恒溫加熱至60℃，待反應(yīng)溫度穩(wěn)定后，加入15：6的丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸甲酯，同時(shí)加入一半的引發(fā)劑過硫酸銨溶劑（APS)待反應(yīng)穩(wěn)定后，用恒壓滴液漏斗滴加剩余單體，和硅烷偶聯(lián)劑，十分鐘補(bǔ)加一次APS溶劑。滴液漏斗中的液體在90分鐘滴加完畢。待滴加完畢后，保溫1個(gè)小時(shí)。調(diào)節(jié)乳液PH值8-9降溫至40℃，出料。</p><p>　　按照上述實(shí)驗(yàn)方案，所反應(yīng)后生成的產(chǎn)物，統(tǒng)計(jì)成如下表2-7和表2-8。<

77、;/p><p>　　表2-7 OP-10乳化劑對乳液的影響</p><p>　　表2-8 吐溫-80乳化劑對乳液的影響</p><p>　　將能生成的乳液進(jìn)行如下編號。</p><p>　?、偃榛瘎㎡P-10 6%，硅烷6%。</p><p>　?、谌榛瘎㎡P-10 6%，硅烷10%。</p><p&g

78、t;　?、廴榛瘎┩聹?80 6%，硅烷6%。</p><p>　　④乳化劑OP-10 10%，硅烷10%。</p><p>　?、萑榛瘎㎡P-10 6%，硅烷1%。</p><p>　?、奕榛瘎┩聹?80 6%，硅烷10%。</p><p>　　由于本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱水a(chǎn)生連接料，所以由于吐溫乳化劑產(chǎn)生的乳液為乳黃色，容易影響水性油墨的墨色，本文

79、只取其中第③組作為主要性能測試組，而第⑥組進(jìn)行固含量測定。</p><p>　　2.3性能測定結(jié)果與討論</p><p>　　2.3.1固含量的測定</p><p>　　固含量表示乳液中的真實(shí)產(chǎn)物含量，通過在烘箱中把乳液烘干測試其固含量</p><p>　　在固含量測試中，烤箱中以140℃溫度加熱，同時(shí)要保證讓乳液不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)</p

80、><p>　　其計(jì)算公式 固含量 G = （2-1） </p><p>　　其中G為單體固含量，M3加熱后的質(zhì)量，M2為初始質(zhì)量M1為燒杯質(zhì)量。</p><p>　　測試第1--6組固含量測試結(jié)果如表2-9</p><p>　　表2-9 固含量測定數(shù)據(jù)</p>

81、<p>　?、貵1固含量(31.72-22.97)/(40.61-22.97)=0.49</p><p>　?、贕2固含量(45.38-39.86）/（56.25-39.86）=0.34</p><p>　?、跥3固含量(30.37-25.18)/(42.80-25.18)=0.294</p><p>　　④G4固含量(61.73-52.75)/(70.8

82、9-52.75)=0.495</p><p>　?、軬5固含量(53.29-46.18)/(64.42-46.18)=0.3898</p><p>　?、轌6固含量(32.42-25.18)/(43.05-25.18)=0.4051</p><p>　　由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出op-10乳化劑所制備的硅丙乳液中的固含量比吐溫-80乳化劑所制備的硅丙乳液的固含量高，同時(shí)在op

83、-10乳化劑所在的體系中能夠使反應(yīng)單體進(jìn)行充分反應(yīng)，由于在反應(yīng)中水與反應(yīng)單體的比列基本為6：4而所制備的硅丙乳液中的固含量也基本達(dá)到35%以上。</p><p>　　2.3.2 粘度測定</p><p>　　粘度測定方法，原理為把固定體積的乳液，按照固定半徑小孔流出，測定其流出所需要的時(shí)間，時(shí)間長為粘度較大。粘度記為N 單位：秒。</p><p>　　在5ML容器中

84、全部流出的時(shí)間如下。</p><p>　?、貼1 22秒②N2 63.5秒③N3 7秒④N4 17秒⑤N5 69.9秒</p><p>　　而5ml水在容器中所需要時(shí)間為5秒</p><p>　　比較第4組和第2組可得，在乳化劑含量提升時(shí)所生成的硅丙乳液中的粘度是降低的，這也符合乳化劑的特點(diǎn)。</p><p>　　比較第1組，第2組，第5組時(shí)

85、，能夠得出當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑的含量在乳液中處于6%時(shí)其粘度是最小的，因?yàn)樗杂湍蟮倪B接料粘度值不能過高，同時(shí)也不能太低。所以硅烷偶聯(lián)劑含量為6%時(shí)為本文所需最佳配比值，當(dāng)硅烷含量低于此值，或者高于此值，對乳液的粘度是有影響的，這也符合查找文獻(xiàn)中所描述的硅烷偶聯(lián)劑的含量應(yīng)處于5%-7%這樹值的要求，同時(shí)上文在水性連接料的性能要求中已經(jīng)表述，水性油墨連接料所需要的粘度一般在20s-70s之間，除去第三組，本實(shí)驗(yàn)所選取的①②④⑤組在粘度方面均

86、可作為水性油墨的連接料使用。</p><p>　　2.3.3 吸水率的測定</p><p>　　將乳液涂覆在玻璃板上，在烤箱箱中烘干，稱取干膜片質(zhì)量m1(g);將膜片完全浸入去離子水中，24h后取出，用濾紙吸干表面的水，稱取質(zhì)量m2(g)。</p><p>　　涂膜的吸水率X=(m2一m1)/m1 ×100%。

87、 （2—2）</p><p>　　①M(fèi)1=0.50 M2=0.59 X1=18%</p><p>　?、贛1=0.51 M2=0.59 X2=15.7%</p><p>　?、跰1=0.506 M2=0.60 X3=18.8%</p><p>　　④M1=0.50 M2=0.58 X4=16%</p><p&

88、gt;　?、軲1=0.51 M2=0.63 X5=23%</p><p>　　由于上述測定有誤差存在，但是對比第1組和第5組（記為第一組），可以直觀的看出在其他條件相同條件下硅烷偶聯(lián)劑的含量提升時(shí)，對生成乳液的耐水性能是有提升的，而比較第1組和第2組（記為第二組）也能得出同樣的結(jié)論，但是再次比較第一組的差值和第二組的差值發(fā)現(xiàn)在硅烷的量提升的同時(shí)其耐水性成類似現(xiàn)行的關(guān)系。</p><p>

89、　　而在比較第2組與第4組的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，在硅烷含量相當(dāng)時(shí)，乳化劑的含量對于硅丙乳液耐水性的提升無顯著影響。所以從耐水性能上講，第①②③④組都可以作為水性連接料使用。</p><p>　　2.3.4耐候性測試</p><p>　　把第1到5組乳液在室溫，無陽光直接照射的條件下放置10天，觀察乳液是否有變化乳液比較見圖2.5和圖2.6。</p><p>　　圖 2.5新

90、生成的乳液</p><p>　　圖2.6放置10天后的乳液</p><p>　　比較放置10天后的乳液和新生成的乳液，本實(shí)驗(yàn)所制備的硅丙乳液在放置較長時(shí)間后沒有發(fā)生分層現(xiàn)象，具有明顯的乳液特征。</p><p>　　2.3.5PH值測試</p><p>　　用PH試紙測試① 8-9 ②8-9 ③ 8-9 ④8-9 ⑤8-9</p>

91、<p>　　第1到5組每組的PH值均為8-9。符合丙烯酸連接料PH值的性能要求。</p><p>　　2.4乳液形成的薄膜性能測定</p><p>　　由上面5組測定發(fā)現(xiàn)最符合水性油墨連接料的硅烷丙烯酸乳液為1.2.4組乳液</p><p>　　把1.2.4組的乳液均勻涂在玻璃片上在140℃烘箱中加熱，待形成薄膜后測定其薄膜的性能生成的薄膜如圖2.7。

92、</p><p>　　圖2.7 生成的薄膜</p><p>　　2.4.1薄膜耐水性測定</p><p>　　把制備的薄膜放在離子水中浸泡1天后觀察其是否掉色，脫落。</p><p>　　比較圖2.8和圖2.9驗(yàn)證。圖2.8是第1組和第2組剛生成薄膜圖2.9是第1組和第2組放置24小時(shí)后的薄膜。</p><p>　　

93、圖2.8 新生成的薄膜</p><p>　　圖2.9 放置24小時(shí)后的</p><p>　　對比剛生成的乳液比較24小時(shí)后的薄膜，薄膜未發(fā)生明顯的脫落，同時(shí)顏色也沒有發(fā)生變化。證明薄膜具有一定的耐水性。</p><p>　　2.4.2 薄膜的附著性測定</p><p>　　按照附著力測定標(biāo)準(zhǔn)，對生成的薄膜進(jìn)行磨擦測試，以驗(yàn)證其附著力是否能夠在

94、實(shí)際印刷中達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。用刷子以同樣的壓力進(jìn)行50次來回摩擦為測試方法，以形變最小為優(yōu)。比較圖2.10和圖2.11來確定。</p><p>　　圖2.10 剛生成的薄膜</p><p>　　圖2.11 測試后的薄膜</p><p>　　由上圖圖2.10和圖2.11比較可以看出實(shí)驗(yàn)所生成的薄膜在測試后，其表面只有劃痕，而無明顯脫落，薄膜輪廓無明顯變化，評價(jià)其附著力應(yīng)為優(yōu)良

95、，能夠符合在實(shí)際印刷過程中的應(yīng)用。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文在研究硅烷改性丙烯酸作為水性油墨連接料時(shí)，在設(shè)計(jì)大量的實(shí)驗(yàn)方案后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過探討乳化反應(yīng)，在多次試驗(yàn)確定了反應(yīng)溫度，時(shí)間，攪拌器轉(zhuǎn)速等外在環(huán)境后。通過不同乳化劑，反應(yīng)單體比例，硅烷偶聯(lián)劑的配比等制出硅丙乳液，在經(jīng)過耐水性，耐候性，粘度，PH值等可以得出在硅烷改

96、性丙烯酸乳液可以適用于水性油墨連接料，本文獲得以下結(jié)論。</p><p>　　1. 而在制備過程中應(yīng)以半連續(xù)乳液滴加法為最優(yōu)方法預(yù)乳化乳液中的單體含量在1/3左右，種子乳液中的軟硬單體比為丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸甲酯=15：6，總體的軟硬單體比例為丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸甲酯=50：20為最優(yōu)配比。</p><p>　　2. 在綜合考慮連接料所需要的粘度，附著力，成膜性，色澤等性能后，可以

97、得出以下結(jié)論，乳化劑op-10的乳化環(huán)境中較吐溫-80乳化環(huán)境好，乳化劑含量6%，硅烷含量為6%，為最優(yōu)配比，乳化劑含量6%，硅烷含量為10%次之。</p><p>　　3. 本文所制備生成的乳液在成膜性，附著力方面均有良好表現(xiàn)，其性能滿足連接料在PH值，粘度，色澤等方面的要求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

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109、</b></p><p>　　在本論文完成之際，向我的指導(dǎo)老師教授致聶義然以最真摯的謝意。本論文從開題到論文完成的過程中始終得到了老師無微不至的關(guān)心和悉心的指導(dǎo)。聶老師淵博的知識和敏銳的洞察力是實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴冀K向著正確的方向前進(jìn)的保證。自進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室來,隨時(shí)都能感受到老師對我們的關(guān)心與照顧。</p><p>　　同時(shí)感謝趙思異，劉占春，常津銘，鄭悅，王一鳴，王寧，屈海博，范磊等同學(xué)對