火焰原子吸收光谱法测定水性食品油墨中铜与铅的溶出量

为探究水性油墨和印刷纸杯中可溶性铅和铜的溶出量,有效控制重金属迁移的安全风险,提出基于火焰原子吸收光谱法测定铜与铅元素的溶出量方法。先配制两种水性食品油墨即深红油墨和深绿油墨,并分析其性能,然后采用火焰原子吸收光谱法测定两种油墨和印刷纸杯中铜和铅的溶出量。实验结果表明:两种油墨的物理状态较为稳定,铜与铅元素在检测中质量浓度与光谱强度线性关系良好,其相对标准偏差分别为1.64%与2.24%,回收率分别在94.0%~101.0%和91.0%~94.8%之间;时间和温度对重金属溶出有较大影响,100℃条件下2 h的铅与铜溶出量分别是25℃条件下24 h铅与铜的8.3与2.36倍;深红墨的安全性高于深绿墨,所配制油墨及纸杯中铅与铜元素的溶出量在高温或长时间使用下存在超标的风险,因而需要严格控制材料制品与食物接触的时间和温度。所建立的方法快速简单、经济环保,可满足企业日常检验的要求。

水性油墨在卷烟纸上附着力的研究

为解决水性油墨在纸上附着力差的问题,本研究提出了一种水性油墨配方,调研了乳液连结料的玻璃化转变温度(T_(g))以及助剂(润湿剂和蜡乳液)对高光纸附着力的影响。结果表明,T_(g)在-18~10℃范围内的乳液连结料能有效提高高光纸的附着力。此外,非成膜树脂的加入不仅提高了油墨在高光纸上的附着力,而且增强了油墨的抗黏连性能。当使用T_(g)为-8℃的乳液作为连结料、不成膜树脂的用量为38%(质量分数)、蜡乳液GA1842用量为3%(质量分数)、润湿剂superwet-360用量为1%(质量分数)时,相应油墨在高光纸上的附着力达到93.8%,在哑银转移纸的附着力达到80%,在其他几类卷烟纸上的附着力均为100%。本研究所制备的水性油墨具有较好的应用价值。

易水溶低温自交联丙烯酸酯树脂的制备及应用性能研究

以交联剂双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和己二酸二酰肼(ADH)对丙烯酸树脂进行交联改性,得到一种环保水性低温自交联丙烯酸树脂(DAAM-ADH-ACR),探究了DAAM用量对DAAM-ADH-ACR结构和性能的影响。并将DAAM-ADH-ACR制成水性油墨后,测试其水性油墨性能。红外光谱(FT-IR)测试表明:合成了酮肼低温自交联型丙烯酸树脂(DAAM-ADH-ACR);粒径分布(DLS)测试表明:随着DAAM用量的增加,DAAM-ADH-ACR乳液的粒径逐渐增大;接触角(CA)及表面张力(γ)测试表明:DAAM用量对DAAM-ADH-ACR接触角及表面张力的影响较小;力学性能测试表明,随着DAAM用量的增大,DAAM-ADH-ACR的拉伸强度先增大后降低;水性油墨性能测试表明:随着DAAM用量的增加,DAAM-ADH-ACR水性油墨的耐揉搓性、抗粘连性和附着力性能均呈现先上升后下降的趋势。当DAAM用量为3%时,DAAM-ADH-ACR水性油墨性能最佳,其彻干时间为1min 23s,耐揉搓次数达61次,抗粘连性89.06%,附着力等级为2级。

聚酯型水性聚氨酯油墨的制备与性能

以聚酯多元醇XCP-2000PM和XCP-2000IPS、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,合成一系列聚酯型水性聚氨酯(X-WPU),采用乳液性能、水接触角、力学性能等测试分析了XCP-2000PM和XCP-2000IPS添加量对X-WPU性能的影响,结果表明,随着XCP-2000IPS在软段中比例的增大,X-WPU乳液粒径逐渐增大,膜水接触角和拉伸强度呈先增大后下降的趋势,当XCP-2000IPS在软段中质量分数为10%时,制备的XWPU3综合性能最佳,乳液平均粒径为95.7 nm,薄膜24 h吸水率为6.8%,表面水接触角为84.64°,膜的拉伸强度为20.86 MPa。以X-WPU3为连接料与水性色浆、助剂制备水性油墨,结果表明,水性油墨具有较好的初干性、复溶性、耐水性及附着牢度,墨膜在水中浸泡24 h未脱落溶解,附着牢度达到0级。

石墨烯基水性导电油墨的制备及其在低温热管理中的应用

【目的】为了制备环保型的石墨烯基水性导电油墨,印刷高性能柔性电阻加热器(flexible resistive heaters,FRHs),实现锂离子电池的低温热管理。【方法】采用球磨法制备石墨烯基水性导电油墨;采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征石墨烯及印刷图案的形貌和结构;采用平板流变仪和四探针电阻仪表征炭黑含量对石墨烯基水性油墨流变性能和印刷图案导电性能的影响;探讨石墨烯基FRHs的响应速率、热稳定性和力学性能,以及其在锂离子电池低温热管理中的应用。【结果】油墨的静态黏度和黏度恢复率随着炭黑含量的增加而增大,印刷图案的电导率在炭黑质量分数为15%时达到最大,为20383 S/m;石墨烯基FRHs在8 V的低电压下30 s快速达到150℃,能够实现120次的重复开关循环,在72 h的持久运行后温度仅增加2.54%,并且在2000次的弯折后温度变化小于2.1%。在电压为6 V时将锂离子电池从-30℃预热至20℃,并在30 min内实现80%的充电容量。【结论】射流空化法产生的高剥离度、完好晶体结构和较大横向尺寸(1μm)的石墨烯与填充于其中的炭黑使油墨具有合适的流变性,并在印刷图案中构建致密的导电通道,赋予FRHs优异的性能。

自交联核壳丙烯酸乳液的构建及对水性油墨的影响

以丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联单体,采用两步乳液聚合法制备了自交联核壳丙烯酸乳液,以其为连接料制备了水性油墨。考察了核壳特性影响油墨耐水性和附着力的因素。利用TEM、FTIR、TG、DSC、光学接触角测量仪、万能试验机对自交联核壳丙烯酸乳液及其胶膜进行了表征,考察了壳层单体中GMA质量分数对乳液粒径、稳定性和油墨附着力、耐水性的影响。结果表明,核层中AA与壳层中AA的质量比(核壳AA比)对油墨附着力影响显著,核层中MMA与BA的质量比与壳层中MMA与BA的质量比之比(核壳软硬比)对油墨耐水性影响显著。自交联核壳丙烯酸乳液最佳配方为:核层混合单体与壳层混合单体的质量比(核壳质量比)2.00∶3.00、核壳软硬比3.00∶0.75、核壳AA比0.50∶2.50、内交联单体EGDMA用量0.75 g。当壳层单体中GMA质量分数为1.5%时,自交联核壳丙烯酸乳液平均粒径为112.2 nm,多分散性指数为0.108,胶膜最大热分解速率在409℃,核层与壳层的玻璃化转变温度分别为28.5和51.7℃,乳液分散稳定性最佳,胶膜吸水率为34.55%,油墨附着力为99%,耐水性达50次。

硅烷偶联剂改性核壳丙烯酸酯乳液的合成

为了解决传统丙烯酸乳液“热黏冷脆”的问题,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)为主单体,硅烷偶联剂为改性单体,制备了软核硬壳粒子的核壳结构丙烯酸酯乳液。设计结构,探究交联单体对乳液性能的影响。采用FTIR、TG、DSC对其进行了表征,测试了乳液的粒径。结果表明,当w(St)=15.0%(以核层和壳层所有单体的质量为基准,下同),核层与壳层的理论玻璃化转变温度(T_(g))分别为–10.0和30.0℃,核层交联单体乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和壳层交联单体γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-174)的质量分数分别为3.0%和2.0%时,乳液的稳定性和成膜性较好。与未加交联单体的均相粒子结构相比,核壳结构聚合物的最大热黏温度提高90℃,吸水率降低10.77%,缓解了水墨涂层的高温回黏问题,提高了涂膜的耐水性和耐热性。

基于水性功能油墨的气溶胶喷印工艺的研究及应用

气溶胶喷印水性功能油墨能为微纳柔性电子技术提供更环保的解决方案,但在油墨特性及复杂的打印参数共同作用下,其打印连续性、迹线成形、过度喷涂方面的缺陷亟待解决。基于聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水性油墨,通过控制变量法系统地探究了适用于气溶胶喷印的水性油墨黏度(1~10 mPa·s)并优化了喷印工艺,总结出水性油墨黏度与气溶胶喷印的最优参数范围设置规律,并据此进行了水性纳米银油墨的喷印,制备了外径为1.96 mm的平面螺旋电感,表征了其电感及品质因数,测试结果与仿真结果有良好的一致性,其电感在0.024μH左右,可应用于射频识别(RFID)、滤波以及感应元件等领域。该结果为气溶胶喷印水性功能油墨的研究提供了前期的实验支持,有望推动气溶胶喷印在微纳柔性电子技术中的发展。

水性油墨污泥基炭材料活化过硫酸盐降解活性染料

以水性油墨污泥为原料,通过高温煅烧法制备了污泥基炭材料(AC)及改性炭材料(AC1),利用SEM、BET、FTIR和XPS对材料的形貌、结构及官能团进行了表征。考察了水性油墨污泥与碳酸钾(K_(2)CO_(3))质量比、炭材料投加量、过硫酸钠(PS)投加量、活性艳蓝X-BR初始浓度及温度对染料脱色的影响,并探讨了污泥基炭材料用于活化过硫酸钠(PS)降解染料的性能和活化机制。结果表明:改性炭材料AC1比AC具有大的比表面积和更丰富的孔道结构;AC1活化PS对活性艳蓝X-BR脱色效果优于AC;在AC1投加量0.8 g/L、PS投加量0.8 g/L、反应时间120 min、温度25℃、水浴振荡频率140 r/min条件下对40 mg/L染料溶液的降解效果最优,脱色率可达94.1%;炭材料的缺陷和表面的氧官能团是导致活化的原因,促进了活性染料的脱色;发挥作用的自由基主要为SO_(4)^(-·)和·OH。

明胶基可食墨水的制备及其书写绘画应用

该研究采用高效机械耦合工艺(机械多级搅拌+高压低时剪切球磨)制备以明胶为连接料、水溶性天然色素(栀子蓝、胭脂虫红和栀子黄)为色料、甘油为助剂的一系列可食墨水。结果表明,当栀子蓝、胭脂虫红和栀子黄的添加量分别为0.75、0.70、0.65 g/mL时,明胶基可食墨水体系的色彩呈现度和三阶段触变性测试触变恢复率最好;明胶质量浓度1.0 g/L时,明胶基可食墨水体系有较好的稳定性和分散特性,表现为较好的冻融稳定性和低沉降率;此外,加入0.1%(体积分数)甘油可以改善明胶基可食墨水体系的离心稳定性和流变特性(触变指数)。实验表明,以明胶为连接料、水溶性天然色素为色料、甘油为助剂可制备绘画书写表现优秀的、相对稳定的可食墨水体系,为可食墨水的研发和食品应用提供借鉴。

基于柔性印刷电路的动态纸媒防伪学习产品探究

为了提高儿童对防伪技术的认知水平,将复杂的防伪技术概念转化为易于理解和吸收的形式,探索并实现一种以纸媒为载体的柔性印刷电路与防伪知识相结合的动态纸媒交互方法。制备了成本低、导电性好、适用于纸基丝网印刷的碳系水性导电油墨,通过学习板、答题纸、知识卡的拼接交互动作,触发柔性印刷电路上的编码点位连通,实现在纸媒实物层面与儿童进行视觉、触觉、听觉的深度交互学习过程。该产品使纸媒与数媒相互融合在一起,共同表达防伪知识的内容并传递给受众,使知识点呈现更加准确、清晰、高效。这种动态纸媒交互方法不仅保留了纸质载体真实自然的教学体验,还通过实体操作充分发挥儿童手、眼、脑的协调作用。同时,以可视化拼接触发编码点位接通的形式让教育大数据有迹可循,进一步推动柔性印刷电路在纸媒创新方面展现出新的活力,更好地传承和发扬中华传统文化的精髓。

HMX基O/W型悬浮油墨的喷墨打印成型及性能

为探究乳液型炸药油墨与喷墨打印工艺结合的可行性,设计了以氟碳树脂(FEVE)的乙酸乙酯溶液为油相,聚乙烯醇(PVA)水溶液为水相的水包油(O/W)型双组分黏结剂体系,并选用微纳米HMX为主体炸药,制备O/W悬浮型炸药油墨进行了喷墨打印。采用电子密度测试仪、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、同步热分析TG-DSC、撞击和摩擦感度测试仪对喷墨打印成型样品的密度、形貌、力学性能、热安全性能、撞击感度和摩擦感度进行了表征,对喷墨打印成型样品的爆速和临界尺寸进行了测试。结果表明:喷墨打印成型样品表面较平整,线平均粗糙度为7.346µm,且内部颗粒分布紧实,内部的HMX未转晶,热稳定性及力学性能较好。样品的实测密度为1.5326 g·cm^(-1)(83%TMD);样品的撞击能为7 J,摩擦荷重为144 N,截面尺寸1 mm×1mm打印样品的爆速为7076 m·s^(-1)和临界尺寸为1 mm×0.087 mm,具有优异的安全性能和微尺度爆轰性能。

高光谱技术结合化学计量法鉴别黑色染料笔墨迹

采用高光谱技术结合化学计量法,对市面上常见的42种不同品牌、型号的黑色染料笔墨迹进行分类鉴别。首先,对42种黑色染料笔的墨迹样品进行450-950 nm区间的高光谱扫描;借助SPSS 26软件和Origin Pro 2023,采用系统聚类分析方法对墨迹样品进行分类,并用主成分分析来验证分类的结果。对高光谱数据进行系统聚类分析,能将42种墨迹样品分为两大类共7小类,其中油基笔4类,水基笔3类;经主成分分析验证其分类效果合理。结果表明,高光谱技术结合化学计量法能够对黑色染料笔墨迹进行分类和鉴别,为实际案件中黑色染料笔墨迹的检验提供了技术支撑。

聚丙烯酸酯无皂乳液的构建及对水性油墨性能的影响

以丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、2-甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、乙烯基三异丙氧基硅烷(A-173)为单体,过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)为引发剂,合成了丙烯酸酯大分子乳化剂,再通过无皂乳液聚合法合成了聚丙烯酸酯无皂乳液,将其与颜料等混合制备了水性油墨。采用FTIR、DSC、TEM、SEM对聚合物的结构及性能进行了表征,考察了不同BPO用量对丙烯酸酯大分子乳化剂的影响,不同AA添加量对乳液及水性油墨的影响。结果表明:当BPO用量为单体总质量的4.18%时,丙烯酸酯大分子乳化剂具有最低表面张力40.43mN/m;当AA添加量为单体总质量的1.00%时,聚丙烯酸酯无皂乳液具有合格的储存稳定性,乳胶膜拉伸强度可达5.00 MPa,断裂伸长率为200%,玻璃化转变温度为18.5℃,所制备的水性油墨黏度为23.79mPa·s,附着牢度90.75%,耐摩擦性4.5级。

生物基水性油墨配方对油墨性能的影响

利用超声波一步法,在很短时间内(1 h)合成了丙烯酸腰果酚酯,将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸丁酯(BA)共聚,合成了作为水性油墨连接料的生物基腰果酚改性丙烯酸树脂,最后在树脂中添加助剂配置生物基水性油墨,测试油墨的细度、干燥速度、硬度和附着力,以分析助剂对油墨性能的影响规律。结果表明,颜料为0.29%,SiO 2为3.6%,偶联剂为1.44%,增稠剂为0.57%,pH为8~9时,制得的生物基水性油墨的细度为16μm,干燥速度为80.5 mm/30 s,铅笔硬度为5 H,附着力为2级,耐水性为4级。

基于“混凝脱色-生物降解”组合工艺的水性油墨废水处理研究

【目的】由于水性油墨废水色度高、化学需氧量高且难生物降解,需对其脱色及生物处理工艺进一步进行研究。针对某水性油墨废水(色度为1 000倍,pH值为6.5~7.5,COD为1 609 mg/L)使用硫酸亚铁、壳聚糖分别作为混凝剂和助凝剂对其进行脱色处理,同时为解决传统铁盐混凝剂使用后出现的溶液“泛黄”问题提供解决方法。【方法】在混凝剂投加量为1 000 mg/L、助凝剂投加量为0.7 mg/L、pH值为8.0左右,总反应时间为8.5 min条件下,使用有效氯含量(以Cl计)达到6%,并用7 mL/L的次氯酸钠溶液对试验体系进行优化。【结果】油墨废水脱色率可达98%左右,在保证脱色效果的前提下采用优化方法可将混凝剂投加量降至500 mg/L,且能有效解决“泛黄”问题。【结论】针对脱色后无法去除的COD(725 mg/L左右),通过“水解酸化+好氧”生物处理可将COD降至103 mg/L,符合企业排污许可证的排放标准,提出的解决常见的铁盐混凝剂“泛黄”问题的思路,具有一定的实际应用价值。

腰果酚改性丙烯酸树脂的生物基油墨制备及其性能

以丙烯酸腰果酚酯、丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过乳液聚合,合成了腰果酚改性丙烯酸树脂并将其与颜料等混合制备了生物基水性油墨。通过单因素法和正交实验优化树脂配方工艺,利用FTIR、DSC、TG对树脂的结构与性能进行了表征,考察了水性油墨的性能。研究结果表明,树脂最佳制备工艺条件为:反应温度85℃,反应时间6 h,BA的含量为10 mmol,n_(MMA):n_(BA)为1.5:1~2:1,丙烯酸腰果酚酯含量为16 mmol,AA含量为70 mmol,引发剂含量为4 mmol。腰果酚改性丙烯酸树脂具有优异的成膜性,玻璃化转变温度为24.08℃,硬度可达5H,附着力为2级,所制备的水性油墨涂层铅笔硬度为5H,附着力为1级,耐水性等级为4级。

手机盖板玻璃用水性丝印白墨的制备与应用

简单地介绍了手机盖板玻璃油墨的发展历程,并对目前市场上不同类别的油墨的优缺点进行了评价。通过比较试验,研究了水性盖板玻璃用的白色油墨水煮前后光泽、附着力、硬度和耐化学品性的变化,从不同结构树脂的水分散体,氨基树脂交联剂,封闭型聚异氰酸酯固化剂进行了一系列的实验,筛选出最佳的成膜材料和配比,最后并针对硅烷偶联剂结在水性玻璃盖板油墨中的应用进行了结构与用量探讨。实验结果显示,采用环氧-聚烯烃双重改性的水性聚氨酯分散体和封闭型IPDI三聚体固化剂(R=1.0),使用时添加2%的Z-6040的情况下,可获得环保且性能优异的手机盖板白墨。