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UV印刷油墨的熱降解研究
作者：admin來源：本站日期：2018-11-09 02:48:03瀏覽: 1373 次
UV印刷油墨已經(jīng)被越來越廣泛地用于各種終端消費品，如塑料包裝等上面。當(dāng)這些物品被作為城市垃圾拋棄的時候，這些油墨的降解情況對于廢棄物處置的影響就顯得很重要。
巴西圣保羅大學(xué)的馬塞洛(Marcelo Augusto Gonçalves Bardi)等人，對UV印刷油墨各組分，及油墨在固化前后的降解性能進行了研究。馬塞洛所研究的油墨組分中包含：
· 聚乙烯/聚四氟乙烯蠟(CeraSPERSE® 164)
· 雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯樹脂(商品名EBECRYL®3720-TP25，該樹脂中包含25%的TPGDA)
· 單體三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)
· 混合光引發(fā)劑(Irgacure184，Esacure KIP 150和Irgacure 379)，鈦白粉(商品名Nicron® 674)
· 聚二甲基硅氧烷(純硅油100,000cSt，Clearco公司產(chǎn)品)
除了上述組分以外，為了得到不同的顏色而使用下列顏料：
· 碳黑(Printex®45粉末，贏創(chuàng)德固賽)
· 黃色(Irgalite®Yellow LBIW，汽巴精化)
· 酞青藍(HostapermAzul B2G 01-BR，科萊恩)
單偶氮鈣鹽紅(Rubide 4B，紅妍顏料化工) 顏料和清漆的比維持在21/79(w/w)的固定比例。同時還是用了Strem化學(xué)的硬脂酸鈷和硬脂酸鈰。
對未固化油墨及組分的研究
油墨中各個組分有的部分因為受熱直接就產(chǎn)生了熱降解，而另外一些組分在熱分解之前先發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。單體在150°C到200°C溫度范圍產(chǎn)生了質(zhì)量損失，在這一溫度下單體發(fā)生了快速的聚合的放熱反應(yīng)，從而導(dǎo)致單體的揮發(fā)。曲鈦白粉的失重，應(yīng)該是和其中水份的失去有關(guān)。
不同的顏料表現(xiàn)出略有不同的失重情況，但都存在三個主要的熱場景：
· 150°C到290°C范圍，這個和主要是光引發(fā)劑和單體等組分的揮發(fā)有關(guān)。這是因為光固化油墨是由UV光來引發(fā)的反應(yīng)，而不是由熱來引發(fā)的反應(yīng)；
· 310°C到450°C范圍，這是熱固化所形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的熱降解而導(dǎo)致的；
· 500°C到580°C范圍，這主要是炭質(zhì)殘留物被轉(zhuǎn)化為了二氧化碳。
通過示差掃描量熱法(DSC)得到的結(jié)果中，不同的顏料在150-290°C溫度范圍表現(xiàn)有所不同，這主要是因為顏料的不同化學(xué)組成所導(dǎo)致的。而后期的熱現(xiàn)象也隨著顏料的不同有很大的不同，因此為了對其他組分研究進行更好的研究，對采用鈦白粉顏料的白色油墨研究會更加準確一些。
為了研究油墨在添加促降解添加劑影響，作者采用了硬脂酸鈷和硬脂酸鈰兩種添加劑，并采用了同步DSC/TG熱分析(SDT)進行研究。
對于固化前及固化后，添加和不添加促降解添加劑條件下的SDT如圖4所示。從圖中可以看出，硬脂酸鈷和硬脂酸鈰的存在并沒有影響到印刷油墨的熱固化性能，這可能和硬脂酸金屬鹽的熱分解有關(guān)(如圖5所示)。含有促降解添加劑的已固化油墨，和熱固化及未添加促降解添加劑的油墨相比，其熱穩(wěn)定性有30°C左右的降低
