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MS20 油墨配方穩(wěn)定性分析

更新時(shí)間:2022-03-03       點(diǎn)擊次數(shù):3082

油墨穩(wěn)定性是決定印刷工藝、印刷性能、運(yùn)輸和貯存時(shí)間與條件的重要參數(shù)。為了使油墨性能能夠滿足如此復(fù)雜的要求,需在配方中加入很多組分,如顏料、粘合劑、螯合劑、保濕劑、潤(rùn)濕分散劑、殺菌劑等。上述組分的類型和粒徑大小直接影響油墨的穩(wěn)定性。噴墨打印技術(shù)涉及噴射的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,油墨從一個(gè)小孔中噴射出來(lái),如果油墨不穩(wěn)定,會(huì)堵塞小孔。因此,穩(wěn)定劑是油墨配方中必須添加的。研究穩(wěn)定劑對(duì)油墨穩(wěn)定性的影響,對(duì)于實(shí)現(xiàn)油墨配方優(yōu)化和達(dá)到可靠印刷過(guò)程具有重要意義。本文討論使用MultiScan 20(MS20)穩(wěn)定性分析儀對(duì)含有不同穩(wěn)定劑的兩種油墨配方的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。


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關(guān)鍵詞:油墨配方  穩(wěn)定性  穩(wěn)定劑  MS20穩(wěn)定性分析儀


測(cè)量技術(shù)原理

由德國(guó)DataPhysics公司生產(chǎn)的MultiScan MS 20(圖2)穩(wěn)定性分析儀用于測(cè)量液體分散體系隨時(shí)間和溫度變化條件下的穩(wěn)定性和老化分析以及幫助判斷分散體系不穩(wěn)定機(jī)制等的測(cè)量?jī)x器。它包括一個(gè)中控單元同時(shí)可連接1至6個(gè)測(cè)量塔,每個(gè)測(cè)量塔內(nèi)有獨(dú)立的光源和檢測(cè)器以及可控溫度樣品室。所有的測(cè)量塔均可獨(dú)立設(shè)定參數(shù)并獨(dú)立工作??販胤秶?5°C至80°C。

配合強(qiáng)大的分析軟件MSC,即使樣品最微小的變化,也可以被捕捉到。該測(cè)量方法具有快速準(zhǔn)確的測(cè)量液體分散體系的穩(wěn)定性并對(duì)導(dǎo)致分散體系不穩(wěn)定機(jī)制給出可靠結(jié)論的方法。


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實(shí)驗(yàn)

將樣品裝入樣品瓶中,一個(gè)掃描塔內(nèi)放置一個(gè)樣品,每個(gè)掃描塔內(nèi)有一套LED透射光和背散射光光源以及檢測(cè)器。光源和檢測(cè)器同步自動(dòng)垂直移動(dòng),沿著樣品管的垂直方向(Z方向)測(cè)量。設(shè)定一定時(shí)間間隔掃描,可以同時(shí)得到透射光和背散射光強(qiáng)度與樣品管的位置關(guān)系譜圖。光強(qiáng)度的變化能夠反映出樣品穩(wěn)定性的很多信息。

油墨1和油墨2的配方含有不同的穩(wěn)定劑。將兩種油墨各25ml分別倒入透明玻璃樣品瓶中,測(cè)量溫度為T=30°C,測(cè)量時(shí)間為27小時(shí),每間隔6分鐘掃描一次。測(cè)量高度范圍:0毫米(樣品管底部)至57毫米(樣品填充最高點(diǎn))。圖3為測(cè)量結(jié)束時(shí)的樣品狀態(tài),用肉眼觀察*看不到兩種油墨樣品有任何不同。


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結(jié)果討論

由于樣品的體積濃度加大,對(duì)于透射光強(qiáng)度的信號(hào)較弱,所以,我們選擇背散射光結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

兩種油墨樣品的背散射光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化相似。圖4所示油墨1的背散射光強(qiáng)度與掃描位置高度的關(guān)系圖。曲線的顏色信息代表時(shí)間,從紅色(實(shí)驗(yàn)開始時(shí)t=0s)到紫色(實(shí)驗(yàn)結(jié)束,t=第27小時(shí)最后一次掃描)。每條曲線代表一次由低到高全程掃描。背散射光譜圖清晰的顯示出光強(qiáng)隨時(shí)間以及測(cè)量高度位置的變化,從圖中可以看到,在樣品管高度48mm~52 mm范圍之間光強(qiáng)逐漸減弱,背散射光強(qiáng)度在樣品頂部減小是典型的沉降過(guò)程特征譜圖。通過(guò)MSC軟件的粒子遷移速率計(jì)算功能,能夠得到每種油墨的微粒平均沉降速率。

 

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油墨1的沉降速度分析見(jiàn)圖5,在最初的一小時(shí)內(nèi)微粒的遷移非???,沉降速度為24.98毫米/天,接下來(lái)的時(shí)間,微粒遷移速度逐漸減慢,沉降速率分別變?yōu)?.201毫米/天和0.2915毫米/天。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,油墨1很不穩(wěn)定,大部分顆粒的沉降基本上在半天內(nèi)就完成了。

 

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同樣的方法,我們?cè)俜治鲇湍?的沉降速率變化情況,如圖6所示,在整個(gè)測(cè)量時(shí)間內(nèi),油墨2中的微粒都以一個(gè)穩(wěn)定的速率遷移,計(jì)算得到沉降速率為:1.203毫米/天。

 

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綜上,我們可以得出結(jié)論,與油墨1相比,油墨2配方使用的穩(wěn)定劑效果更好。這種簡(jiǎn)單、快速的測(cè)量方法可以幫助研發(fā)人員通過(guò)準(zhǔn)確的定量分析篩選和確定油墨配方中的穩(wěn)定劑。

 

總結(jié)

利用MS20穩(wěn)定性分析儀可以方便快捷地研究油墨配方的穩(wěn)定性。對(duì)于肉眼不可辯的液體分散體系,借助高性能儀器快速并可靠地捕捉分散體系的微小變化,使研究人員能夠預(yù)判和量化穩(wěn)定性結(jié)果,指導(dǎo)研究人員研發(fā)高質(zhì)量產(chǎn)品??芍^效率,成本,質(zhì)量等均得到優(yōu)化。

 

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