中性墨水稳定性及其快速评价方法的研究

分析了颜料分散与中性墨水稳定性的关系,论述了中性墨水的稳定机理,并研究出一套可在短时间内准确有效地评价中性墨水稳定性的实验方法。

中性墨水稳定性的快速表征

中性墨水的稳定性事关中性笔书写性能的好坏,对其稳定性的评价,业内长期采用常温放置的方法检验,无法满足中性墨水研发与中性笔厂商选择墨水的基本要求,本文通过高速离心与加热实验实现了对中性墨水稳定性的快速评价,并借助大量配方实验得到验证。

混氢汽油机的燃烧及排放特性试验

针对汽油机热效率低、排放高的问题,通过进气混氢降低汽油机的能耗和排放.在一台4缸汽油机上安装一套电控多点顺序气道氢气喷射系统,可实现汽油和氢气在进气道的现场混合.在发动机转速为1 500 r/min及理论当量比条件下,选择混氢体积分数为1%、1.5%、2%、3%的4种不同进气,对混氢汽油机的燃烧与排放特性进行了试验研究.试验结果表明:在混氢体积分数为3%的工况下,与原机相比,发动机制动热效率平均提高了3.23%,缸压峰值的循环变动平均减少了3.18%.随着进气中氢气体积分数的增加,发动机着火滞燃期和燃烧持续期缩短,燃烧峰值压力增加,CO_2与HC排放明显降低,但NO_x与CO排放有所增加.混氢对改善发动机性能效果显著.

中性墨水颜料的吸附性与分散稳定性

考察了不同颜基比下增稠剂添加量对墨水表观黏度及触变值的影响和复配碱溶胀型增稠剂对墨水流变性和稳定性的影响。结果表明,分散树脂与增稠剂对颜料粒子存在动态竞争吸附;当墨水颜基比为3∶1,添加占体系总质量0.4%的ALCOGUARD 5800(增稠剂A)与1.0%的T-938(增稠剂B)复合增稠时,所制备中性墨水的流变参数为:触变环面积1 478.30 Pa/s,屈服应力5.19 Pa,触变值4.03,均与日本米库尼墨水参数相当,且离心稳定性系数为96.7%,恒温加热微观分散均匀。

借助流变曲线优化中性墨水配方

润湿剂、分散剂、树脂种类与添加量直接影响颜料型中性墨水体系中颜料粒子的分散、稳定与触变体系的构建。分别考察了不同添加量的分散剂BYK-191所制备的墨水色浆以及不同添加量的苯丙树脂M101和润湿剂4187所制备的中性墨水的流变行为,并借助激光粒度仪、光学显微镜、表面张力仪对颜料的分散粒径、微观成像、临界胶束浓度进行了分析,首次将流变仪用于中性墨水配方优化。结果表明,当墨水中添加质量分数2.0%分散剂BYK-191、质量分数4.0%苯丙树脂M101和质量分数2.5%润湿剂4187时,既保证了中性墨水触变体系的良好建立,又实现了颜料的超细分散与长期稳定。

表面活性剂HLB值对炭黑色浆分散稳定性的影响

考察了表面活性剂的亲水疏水平衡值（HLB）及添加量对色浆中炭黑润湿、分散及稳定性的影响,借助等效润湿接触角法、润湿热法、分散函数、稳定函数法和理想化模型法等对色浆体系稳定性进行了评价,并对稳定机理进行了分析.结果表明,无论是引入单一型表面活性剂还是复配型表面活性剂,只有当体系的HLB值与炭黑的HLB值接近时,才能达到良好的润湿、分散与稳定效果;复配表面活性剂对炭黑分散效果优于单一型表面活性剂;阴离子与非离子表面活性剂复配的分散效果明显优于非离子与非离子表面活性剂复配;添加5.0wt%表面活性剂时体系分散稳定性最佳;基于吸附层理论与结合力理论较好地解释了表面活性剂存在最佳HLB值和添加量的原因.