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纳米吸墨层的研制及其浸润行为研究

作　者: 韩建平
导　师: 刘丽
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 吸墨层浸润行为彩喷纸彩色喷墨打印
分类号: TQ628.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

彩喷纸以其鲜明的色彩表达能力、优良的彩色喷墨打印效果等优点取得了快速的发展。彩喷纸中吸墨层的性能直接决定了彩喷纸喷墨打印的效果。本文通过使用纳米SiO₂和PVA,研制出可用于彩色喷墨打印、具有良好表观质量的吸墨层。首先采用纳米SiO₂ A200和PVA B-33通过使用硅烷偶联剂在高速剪切分散机中制备了纳米吸墨层。实验讨论了硼酸用量、底胶和排气泡等工艺对吸墨层表观质量的影响,分散剂用量、颜胶比、涂布克重等因素对吸墨层吸墨性能的影响,以及涂料温度、乙醇含量对吸墨层涂料粘度的影响,得出了综合性能最优的吸墨层配方和工艺条件,制备出了具有良好表观质量和吸墨性能的纳米吸墨层。其次,研究了不同比表面积的SiO₂制备的吸墨层的打印效果、表面形貌和浸润行为。实验对比了EPSON吸墨层、山富吸墨层、A200纳米SiO₂制备的吸墨层与德固赛A200、A300、A380制备的吸墨层的吸墨效果、SEM、AFM、液体渗透率、动态接触角、表面能、吸附速度和吸附量。由此得出,国内外三种吸墨层的打印效果、表面形貌相似,三种吸墨层的渗透性能,山富吸墨层>A200吸墨层>EPSON吸墨层。自制A200吸墨层的表面能、吸墨量以及吸墨速度均高于山富吸墨层。A200吸墨层的表面能、吸附速度和吸附量适中,并且具有较好的打印效果。A200由于粒度和比表面积适中,因此非常适合用作吸墨涂层的颜料。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-20
  1.1 前言  8-9
  1.2 课题研究的目的与意义  9-10
  1.3 喷墨打印技术概述  10-14
    1.3.1 喷墨打印技术的分类  10-12
    1.3.2 喷墨打印记录过程  12
    1.3.3 喷墨打印墨水  12-13
    1.3.4 墨水对彩喷纸的浸润行为  13-14
  1.4 吸墨层概述  14-17
    1.4.1 吸墨层的性能要求  14-15
    1.4.2 吸墨层的分类  15-16
    1.4.3 吸墨层的组成  16-17
  1.5 吸墨层的研究概况  17-18
    1.5.1 吸墨层组分的研究概况  17-18
    1.5.2 墨水对吸墨层的浸润的研究概况  18
  1.6 课题来源及研究内容  18-20
第2章实验设计与实验实施方法  20-26
  2.1 实验用原料与实验设备仪器  20-21
    2.1.1 实验原料  20
    2.1.2 实验仪器设备  20-21
  2.2 彩喷纸的制备  21-23
    2.2.1 吸墨层的制备  21-23
    2.2.2 涂料的涂布  23
  2.3 性能测试和表征  23-26
    2.3.1 涂料的粘度检测  23
    2.3.2 固含量的测定  23
    2.3.3 涂布量的测定  23
    2.3.4 涂层厚度的测定  23-24
    2.3.5 吸墨层的吸附量的测定  24
    2.3.6 原子力显微镜分析  24
    2.3.7 扫描电子显微镜分析  24
    2.3.8 透射电子显微镜分析  24
    2.3.9 动态接触角和表面能的测定  24-25
    2.3.10 液体渗透率测试  25
    2.3.11 打印图像检测  25-26
第3章纳米吸墨层的配方及工艺研究  26-40
  3.1 吸墨层的配方研究  26-35
    3.1.1 分散剂用量选择(占SiO_2 的百分比)  26-28
    3.1.2 硼酸用量选择(占PVA 的百分比)  28
    3.1.3 颜胶比、乙醇含量、涂布克重的选择  28-33
    3.1.4 KH550 和z-6020 的分散效果比较  33-35
  3.2 工艺研究  35-39
    3.2.1 涂布温度的选择  35-36
    3.2.2 硼酸和B-33 混合工艺  36-37
    3.2.3 底胶的影响  37-38
    3.2.4 排气泡工艺  38-39
  3.3 本章小结  39-40
第4章纳米吸墨层的的性能及其浸润行为研究  40-53
  4.1 不同SiO_2 纳米吸墨层分析  40-46
    4.1.1 不同SiO_2 纳米吸墨层打印效果分析  40-41
    4.1.2 不同SiO_2 纳米吸墨层表面形貌分析  41-44
    4.1.3 不同SiO_2 纳米吸墨层液体渗透率分析  44-45
    4.1.4 不同SiO_2 纳米吸墨层动态接触角和表面能分析  45-46
    4.1.5 不同SiO_2 纳米吸墨层吸附量分析  46
  4.2 国内外彩喷纸吸墨层分析  46-52
    4.2.1 国内外彩喷纸吸墨层打印效果分析  47
    4.2.2 国内外彩喷纸吸墨层的表面形貌分析  47-49
    4.2.3 国内外彩喷纸吸墨层的液体渗透率分析  49-51
    4.2.4 山富和A200 吸墨层的接触角和表面能分析  51
    4.2.5 山富和A200 吸墨层吸墨量分析  51-52
  4.3 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-59
致谢  59

纳米吸墨层的研制及其浸润行为研究

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