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2022年09月15日

IPN表面改性在喷墨印花中的应用

表面改性的IPN颜料颗粒因其粒径小,所以有色强度高、稳定性好的特点,利用这种颜料进行涂料印花,可使色浆中颜料用量大为降低,同时颗粒小则摩擦牢度好,没有分散剂则可减少因分散剂而影响色牢度的因素,而且因颜料用量减少而同时可降低粘合剂用量,从而解决手感问题,值得将其推广到涂料印花中进行研究。喷墨印花技术已经在很多场合下使用,如果速度得到提升,将会逐渐取代有版印花。目前喷墨印花的油墨价格较贵,也限制其在纺织品印花中的推广,其所以价格贵除了是新技术要获取高利润的因素外,还有其客观要求高,致使制造成本高的因素在内okmart.com。喷墨印花的印浆量远比有版印花少,而在这印浆量少的情况下,印出深浓色就必须采用纯度高的色料,而且印墨中色料的浓度也相当高,这就要求颜料或染料具有相当佳的分散性或溶解性,这些都是非常苛刻的条件,也相应地提高了成本。喷墨印花印墨由几个主要组分:一是达到色牢度要求的有色物质,二是溶剂或分散剂,三是增加粘度的增稠剂,四是提高固着和染着的粘着剂,五是防止干涸的吸湿类助刑。有色物质常用色颜料(无机的和有机颜料)和染料两种。无机颜料中以碳黑为主,有机颜料品种很多。颜料用于喷墨印花的印墨时要符合下列要求:粒径大小为10~300纳米:在粒径不大于0.5微米、固浓15%时,每毫升中微粒要达到10的10次方;在3微米锦纶滤纸上,100毫升的印墨要有10%的固体颜料能滤过去;颜料的纯度要大于800%(指可萃取物);在25℃条件下放置一周,上述性能的变化不能大于50%,其稳定性要好;能耐高剪切应力。为了达到稳定分散的细颗粒,过去都采用分散剂进行分散,但当分散剂被取走时,则颜料颗粒立刻聚集而成大颗粒。而在印墨中不允许存在大量的分散剂,否则无法达到颜料的浓度要求,分散剂还会降低颜料的色强度、拉伸性和弹性。所以在印墨中一般不用分散剂分散的方法。经研究,使用颜料颗粒表面的改性,使之变成能够分散且其表面带有很大的动电层电位的颜料颗粒,使之在液体中不会聚集而保持稳定的分散液,所以,近来对颜料颗粒进行变性的研究引起大家的兴趣。目前颜料颗粒表面改性大致有两种方法:一是用重氮剂进行表面改性,重氮剂是具有芳香基的含氮化合物,且具有电离性基团如阴离子的羧酸、磺酸基或阳离子的季铵基。二是使用IPN方法,参与互穿网络的聚合物有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰腰、聚酌等,用IPN表面改性的方法其效果很好。除采用互穿网络聚合物IPN、半互穿网络聚合物s—IPN方法外,最近的专利文献报道又发展成为同时互穿网络聚合物(简称SIN)或互穿弹性体聚合物(简称IEN),制备成化学结合的聚合物,效果更为明显。互穿网络聚合物(简称IPN) 互穿网络聚合物目前又分成全互穿网络聚合物(full-interpenetratingpolymernetwork简称IPN)和半互穿网络聚合物(semi-imerpenetratingpolymernetwork,简称s-IPN或semi-IPN)两种。所谓IPN,原先是指两种或两种以上互不反应的高聚物在制备第一种聚合物的过程中间或制成聚合物以后加入第二种高聚物的单体或聚合物进行反应。后者在第一种高聚物分子链间渗透,在反应完成后,高聚物分子相互贯穿而形成网络体系,参与互穿的聚合物之间并未发生化学反应,而是相互交叉渗透,机械缠结,起到“强迫互溶”和“协同作用”。这种网络间的缠结明显地改善了体系的分散性、界面亲水性,从而提高了相对稳定性,实现了聚合物性能互补,达到改性的目的。因此,IPN是改善聚合物材料的性能的一种有效方法。参与互穿网络的高聚物可以是线状高聚物,也可以是一个线状,另一个是交联高聚物,也可以都是交联高聚物。两种高聚物分子虽不发生共价结合,但第二高聚物渗透到第一高聚物分子链间无规则地贯穿而网络化,改变了高聚物的相性能而使高聚物改性。影响IPN性能的主要因素有:网络的互穿程度、参与互穿网络聚合物的组分比、交联程度以及制备的方法。选择互穿网络聚合物是开发IPN产品的首要任务,不是所有高聚物都可以形成IPN,要视其相容性而定,不相容的高聚物就不具备制备1PN高聚物。适应制备IPN的,一般要符合三个条件:两种高聚物能够在另一种高聚物存在下进行合成或交联;两种高聚物具有相似的动力学性能;两种高聚物不产生显著的相分离现象。这些条件现在也有所突破,例如动力学性能相差较大的,现在也有制成IPN,主要是合成技术在提高。两种交联高聚物制备IPN时,它们是分别进行合成后再网络化而制成IPN。IPN与聚合物复配物、嵌段共聚物、接枝共聚物的区分在于IPN在溶剂中不能溶解而只能溶胀,而后者能够溶解,另外IPN的蠕动及流动受到抑制。半互穿网络聚合物(semi-IPN)半互穿网络聚合物与全互穿网络聚合物基本相同,主要区别在于其构型的不同,从构型上分,s-IPN又可分为非共价(non-covalent)及共价(covalent)两种,对非共价的IPN来说,全IPN是两种高聚物各自自己交联,分别存在于网络中。而s-IPN则是一种交联的高聚物与一种非交联的高聚物网络化。在共价的s-IPN中,两种交联的高聚物再形成交联并网络化,形成了单一的网络聚合物,它与非共价的全IPN的区别在于后者不发生交联聚合物之间的交联。所以有人简单地认为s-IPN是两种聚合物之间发生了交联反应的交联的互穿网络聚合物。因为s-IPN聚合物彼此之间发生了交联,增加了聚合物间的交联点,所以s-IPN的延伸性能就不如全IPN。但其他性能并不一定是s-IPN都比IPN差。

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