阳离子改性介孔二氧化硅吸墨层的制备及其喷墨打印性能研究

发布时间：2017-04-27 02:11

  本文关键词：阳离子改性介孔二氧化硅吸墨层的制备及其喷墨打印性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在喷墨打印过程中，墨水由电信号驱动的喷射装置直接喷射到基片上。大多数喷墨用墨水具有较低的黏度和较低的表面张力，因此这对基片覆涂层的孔隙率和吸收性能提出了很高的要求。本实验研究的目的是对喷墨涂层上墨水的吸收和固定机理进行进一步的研究和理解。在实验室条件下制备高打印质量吸墨涂层，使用水性墨水进行打印，重点研究涂层的印刷适用性。 实验室制备了介孔二氧化硅、阳离子改性介孔二氧化硅分散液及其吸墨层。研究了各种反应因素（溶剂、催化剂、模板剂、硅源等）对介孔二氧化硅粒径及其单分散性的影响。研究了阳离子改性剂（PEI）、胶黏剂(PVA)浓度对吸墨涂层性能的影响。通过对吸墨涂层表面能、接触角的研究以及对比分析涂层打印性能，得到了最佳的涂层组分比例。当PEI用量2%，PVA用量30%时，涂层综合性能最佳。 对比研究介孔二氧化硅与商用气相二氧化硅制备的吸墨层性能，结果表明，粘合剂的用量与颜料粒子的孔径尺寸分布有着很大的关系。气相A380二氧化硅具有较大的孔尺寸和孔径尺寸分布，粘合剂用量为介孔二氧化硅的2-3倍。PVA渗透进入气相二氧化硅的孔径之中，因此增加了其对粘合剂的用量。此外，，胶黏剂的渗透降低了有效孔体积，使得涂层对展色剂的吸附能力下降。结果为，介孔二氧化硅不仅粘合剂用量少，而且具有较高的打印质量。 通过对吸墨层浸润性能及固墨性能研究，证实并不是涂层表面能越大，打印效果越好，当墨水与吸墨层接触角在70-80°之间时，打印效果最好。阳离子改性剂的添加可以有效的提高图像的打印质量，并且提高耐水性。
【关键词】：吸墨层 介孔二氧化硅 聚乙烯亚胺 孔径尺寸
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ638;TP334.83
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-27
• 1.1 课题研究的目的与意义9-10
• 1.2 喷墨打印技术概述10-11
• 1.3 喷墨打印用墨水11-13
• 1.4 喷墨打印介质13-15
• 1.4.1 表面胶料14
• 1.4.2 喷墨吸收涂层14
• 1.4.3 颜料14-15
• 1.4.4 粘合剂15
• 1.5 润湿、吸附及扩散理论15-22
• 1.6 着色剂与涂层的化学作用22
• 1.7 涂层与油墨的作用及影响22-25
• 1.8 课题的主要研究内容25-27
• 第2章 实验材料及测试方法27-34
• 2.1 实验药品与仪器27-28
• 2.1.1 实验药品27
• 2.1.2 实验仪器27-28
• 2.2 纳米介孔二氧化硅的制备28-29
• 2.2.1 纳米二氧化硅的制备28-29
• 2.2.2 煅烧制备介孔纳米二氧化硅29
• 2.3 彩喷纸的制备29-31
• 2.3.1 分散液的制备30
• 2.3.2 聚乙烯醇溶液的制备30
• 2.3.3 涂料的制备30-31
• 2.3.4 涂料的涂布31
• 2.4 性能测试及表征31-34
• 2.4.1 涂料的粘度检测31
• 2.4.2 固含量的测定31
• 2.4.3 涂布量的测定31
• 2.4.4 原子力显微镜（AFM）测试31
• 2.4.5 扫描电子显微镜（SEM）测试31
• 2.4.6 X 射线衍射（XRD）测试31-32
• 2.4.7 粒子粒径测试32
• 2.4.8 动态液体渗透分析测试32
• 2.4.9 静态接触角测试分析仪32
• 2.4.10 动态接触角及表面能测试32
• 2.4.11 粒子比表面积测试32
• 2.4.12 打印图像检测32-34
• 第3章 纳米介孔二氧化硅的制备及工艺研究34-46
• 3.1 介孔二氧化硅纳米颗粒制备及工艺研究34-39
• 3.1.1 体系中水/乙醇比例的影响34-35
• 3.1.2 体系中氢氧化钠溶液（催化剂）用量的影响35-36
• 3.1.3 CTAB（模板剂）用量的影响36-37
• 3.1.4 正硅酸乙酯（硅源）用量的影响37-39
• 3.2 介孔二氧化硅纳米材料的表征39-44
• 3.2.1 FT-IR 测试结果及其分析39
• 3.2.2 XRD 测试结果及分析39-40
• 3.2.3 BET 测试结果及分析40-44
• 3.2.4 TEM 测试结果及分析44
• 3.3 本章小结44-46
• 第4章 吸墨层的制备及其吸墨浸润行为研究46-69
• 4.1 墨水性能测试46-47
• 4.2 阳离子改性剂（PEI）对吸墨层性能的影响研究47-53
• 4.2.1 阳离子改性剂（PEI）用量对介孔二氧化硅分散液的影响48-50
• 4.2.2 固色剂（PEI）用量对表面能与接触角的影响50-51
• 4.2.3 固色剂（PEI）用量对吸墨层打印图像色密度的影响51-52
• 4.2.4 固色剂（PEI）用量对吸墨层打印图像抗水性能的影响52-53
• 4.3 粘合剂（PVA）对吸墨层性能的影响研究53-56
• 4.3.1 粘合剂（PVA）用量对吸墨层粗糙度的影响53-54
• 4.3.2 粘合剂（PVA）用量对表面能与接触角的影响54-55
• 4.3.3 粘合剂（PVA）用量对吸墨层打印图像色密度的影响55-56
• 4.3.4 粘合剂（PVA）用量对吸墨层打印图像抗水性能的影响56
• 4.4 墨水与吸墨层浸润铺展行为研究56-59
• 4.5 墨水与吸墨层的层析行为研究59-62
• 4.6 介孔二氧化硅与商用二氧化硅制备吸墨层的性能比较62-68
• 4.6.1 介孔二氧化硅与商用气相二氧化硅粒子的比较63-64
• 4.6.2 吸墨层孔隙率分析64-65
• 4.6.3 吸墨层形貌分析65-66
• 4.6.4 吸墨层图像打印效果比较66-68
• 4.7 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李向华;颜进华;;彩色喷墨打印纸涂料配方与涂层性能研究[J];湖南造纸;2007年01期

2 姚薇;劳菲;薛敏钊;刘燕刚;;RC高光泽喷墨打印照片纸吸墨涂层的研究[J];影像技术;2009年02期

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本文编号：329713