Esplorante la Evoluon de Akvobazaj Inkoj kaj la Studo de Ekologiaj Akvobazaj Poliuretanaj Inkoj

Aera poluo longe estis grava maltrankvilo, kun toksaj gasemisioj kiel ekzemple VOCoj estantaj signifaj kontribuantoj kune kun naturfenomenoj kiel polvoŝtormoj. Ĉar konscio pri mediprotektado kreskas kaj diversaj naciaj politikoj estas efektivigitaj, la presa industrio, grava VOC-eldonanto, alfrontis neeviteblan reformon. Sekve, ekologiaj presaj inkoj fariĝis fokuso en tutmonda presa industriesplorado. Inter la disponeblaj ekologiaj inkoj, inkluzive de akvobazaj inkoj, energi-sanigeblaj inkoj kaj vegetalaj oleaj inkoj, akvobazitaj inkoj estas la plej vaste uzataj. Akvobazaj inkoj enhavas pli malaltan proporcion de organikaj solviloj, reduktante VOC-emisiojn kaj akordigante kun mediprotektaj principoj. Tamen, akvobazitaj inkoj ankaŭ havas malavantaĝojn kiel ekzemple malrapidaj sekigado kaj resaniĝotempoj kaj malbona akvo kaj alkalrezisto, limigante ilian aplikon en tradiciaj industriaj inkoj. Tiel, plibonigi ĉi tiujn malfortojn per rezina modifo fariĝis grava fokuso. Ĉi tiu artikolo skizas la evoluon kaj aplikon de akvobazitaj inkoj, la studon de rezinaj modifoj, la progreson en esplorado pri presaj inkoj uzantaj akvobazitajn poliuretanojn, kaj la estontajn perspektivojn en ĉi tiu kampo.

• Eksperimenta

1. Evoluo de Akvobazitaj Inkoj

Inkoj havas longan historion, aperante kune kun la invento de presado. Post la enkonduko de Lithol Red Pigment en 1900, inkoj iĝis ĝeneraligitaj, instigante landojn investi en inkesplorado. Akvobazaj inkoj estas derivaĵo rezultiĝanta el pli altaj postuloj pri inkpraktikeco. Esplorado pri akvobazitaj inkoj komenciĝis eksterlande en la 1960-aj jaroj, ĉefe por akceli presajn tarifojn kaj redukti dependecon de nafto-bazitaj krudaĵoj. Tiuj inkoj uzis organikajn komponaĵojn kiel benzenoj kaj ŝelako aŭ natria lignosulfonato kiel ĉefaj materialoj por renkonti presajn bezonojn tiutempe. En la 1970-aj jaroj, esploristoj evoluigis polimeremulsiorezinon kun kerno-ŝelo kaj retstrukturo polimerigante akrilajn monomerojn kun stireno, konservante la brilon kaj akvoreziston de la inkoj dum plenumado de mediaj postuloj. Tamen, ĉar media konscio pliiĝis kaj pli striktaj mediaj leĝoj estis realigitaj, la proporcio de benzen-bazitaj organikoj en inkoj malpliiĝis. De la 1980-aj jaroj, okcidenteŭropaj landoj lanĉis la konceptojn kaj teknologiojn de "verda inka presado" kaj "nova akvobazita inka presado."

La inka industrio de Ĉinio komenciĝis en la forpasinta Dinastio Qing kun la produktado de valuto, dependante peze de importitaj inkoj ĝis 1975, kiam Tianjin Ink Factory kaj Gangu Ink Factory formiĝis kaj produktis la unuan hejman akvobazitan gravurinkon. De la 1990-aj jaroj, Ĉinio importis pli ol 100 flekso-presajn produktadliniojn, rapide antaŭenigante la uzon de akvobazitaj inkoj. En 2003, la Ĉina Industria Teknologia Esplorinstituto sukcese evoluigis rilatajn produktojn, kaj komence de 2004, Ŝanhaja Meide Kompanio produktis plene akvobazitan, malalt-temperaturan termofiksan inkon konforman al japanaj kaj germanaj normoj. Kvankam la esplorado de Ĉinio pri akvobazitaj inkoj vidis rapidan disvolviĝon en la frua 21-a jarcento, okcidentaj landoj jam atingis gravan progreson: ĉirkaŭ 95% de fleksoproduktoj kaj 80% de gravurproduktoj en Usono uzis akvobazitajn inkojn, dum Britio. kaj Japanio adoptis akvobazitajn inkojn por manĝaĵo kaj farmacia pakado. Kompare, la disvolviĝo de Ĉinio estis pli malrapida.

Por plue antaŭenigi la merkaton, Ĉinio enkondukis la unuan akvobazitan inknormon en majo 2007 kaj en 2011 pledis por "verda novigado-disvolvo", celante anstataŭigi solvantbazajn inkojn per akvobazitaj inkoj. En la "13-a Kvinjara Plano" de 2016 por la presa industrio, "esplorado pri akvobazitaj mediaj materialoj" kaj "verda presado" estis ŝlosilaj fokusoj. Ĝis 2020, la nacia promocio de verda kaj cifereca presado vastigis la akvobazitan inkmerkaton.

2. Apliko de Akvobazitaj Inkoj

En la frua 20-a jarcento, Usono unue aplikis akvobazajn inkojn en fleksoprintado. De la 1970-aj jaroj, altkvalitaj akvo-bazitaj gravurinkoj estis vaste uzitaj por diversaj enpakaj paperoj, dikaj librobretoj, kaj kartono. En la 1980-aj jaroj, brilaj kaj senbrilaj ekranprintaj akvobazitaj inkoj estis evoluigitaj eksterlande, vastigante sian aplikiĝon al ŝtofoj, papero, PVC, polistireno, aluminia folio, kaj metaloj. Nuntempe, pro siaj ekologiaj, ne-toksaj kaj sekuraj trajtoj, akvobazitaj inkoj estas ĉefe uzataj en presado de manĝaĵoj, kiel tabakpakaĵoj kaj trinkaj boteloj. Ĉar mediaj leĝoj pliboniĝas, la apliko de akvobazitaj inkoj daŭre diversiĝas kaj intensiĝas. Ĉinio ankaŭ iom post iom antaŭenigas ilian uzon en la presa industrio.

• Rezultoj kaj diskuto

1. Esplorado pri Rezinaj Modifoj

Inka rendimento estas influita de rezinaj diferencoj. Ĝenerale, akvobazitaj inkrezinoj estas tipe poliuretano, modifitaj akrilaj emulsioj, aŭ poliakrilaj rezinoj. Akvobazaj poliuretanaj (WPU) rezinoj, kun supera brilo, estas vaste uzataj en paka presado. Tiel, plibonigi WPU-agadon por plibonigi la ekologian amikecon kaj brilon de akvobazita inko fariĝis fokuso en la presa industrio.

2. Modifantaj Akvobazitaj Poliuretanoj

Akvobazaj poliuretanoj, kunmetitaj de malalt-molekula-pezaj polioloj, povas esti klasifikitaj en poliestero, polietero, kaj hibridaj tipoj. Surbaze de la malsamaj propraĵoj de poliestero kaj polieterpolimeroj, ilia forto kaj stabileco varias. Ĝenerale, polieterpoliuretanoj havas pli malaltan forton kaj stabilecon ol poliesterpoliuretanoj sed elmontras pli bonan alt-temperaturan reziston kaj estas malpli emaj al hidrolizo. Ekzemple, pliigi la "konsistenco" de la inko per uzado de polietilenglikol monometiletero plibonigas ĝiajn toleremajn trajtojn. Tamen ĉi tio estas nur referencpunkto. Diversaj esplorinstitutoj adoptas malsamajn metodojn por plifortigi specifajn aspektojn de WPU.

Ekzemple, en 2010, epoksirezinoj kun alta fortikeco kaj efikforto estis elektitaj por trakti inkviskozecon kaj adherproblemojn, tiel plibonigante inkforton. En 2006, studo eldonita de Pekina Kemia Universitato uzis etilenglikol-bazitan poliuretano por formi specialan rezinon kun longa mola segmento, plibonigante inkflekseblecon kaj nerekte plifortigante akvobazitan inkon. Iuj teamoj atingas modifrezultojn aldonante kemiajn substancojn: korpigante silicoksidon aŭ organosilicon por plibonigi WPU, rezultigante plifortigitan tirstreĉon de inko. Carboxyl-finigita butadiena nitrila poliuretano estas uzata por plibonigi ink-fleksadon kaj viskozecon, adaptiĝante al pli kompleksaj medioj.

Tiel, esploristoj tipe elektas specifajn poliesterojn surbaze de la inkpropraĵoj, utiligante taŭgajn poliacidojn kaj poliolojn por sintezi varmorezistajn poliesterpoliolojn, enkondukante polusajn grupojn kun forta adhero, elektante taŭgajn krudaĵojn por plibonigi poliuretankristalecon, kaj uzante kunligajn agentojn por plibonigi la gluon de WPU. rezisto al humideco kaj varmo.

3. Akvorezista Modifo

Ĉar inko estas ĉefe uzata por ekstera pakado kaj ofte kontaktas akvon, malbona akvorezisto povas konduki al reduktita malmoleco, brilo kaj eĉ senŝeliĝo aŭ damaĝo de inko, signife influante konservadon. Plibonigi WPU-akvoreziston plibonigas inkan stokadon per uzado de polioloj kun bona akvorezisto kiel materialoj. Ekzemple, modifi WPU kun akrilaj monomeroj aŭ ĝustigi epoksian rezinan enhavon povas plibonigi inkan akvoreziston.

Krom uzado de alt-akvorezistaj polimeroj por anstataŭigi norman poliuretanon, esploristoj ofte aldonas organikajn aŭ neorganikajn substancojn por atingi la deziratan efikon. Ekzemple, korpigi nanoskalan silicoksidon en rezinon plibonigas akvoreziston kaj forton, vaste uzitan metodon en inkproduktado. La "emulsia kopolimerigmetodo" kreas kunmetitan PUA por plibonigi akvoreziston, dum metodoj kiel polietilenglikol monometiletermodifo kaj acetonsintezo de organosilic-modifita WPU plibonigas akvoreziston.

4. Alt-Temperatura Rezisto-Modifo

Ĝenerale, la alt-temperatura rezisto de WPU estas relative malforta, limigante la varmegan reziston de akvobazita inko. Polieterpoliuretanoj tipe havas pli bonan alt-temperaturan reziston ol poliesterpoliuretanoj pro la nombro da duoblaj ligoj. Aldonante longĉenajn polimerojn aŭ benzenajn ringesterojn/eterojn kiel polimerigajn monomerojn plibonigas polimeran alttemperaturan reziston kaj, sekve, akvobazitan inkan varmoreziston. Krom uzado de longĉenaj polieterpoliuretanoj, kelkaj teamoj uzas kunmetitajn materialojn por pliigi kompleksecon kaj plibonigi alt-temperaturan reziston. Ekzemple, aldoni nanostanan oksidan antimonon al WPU sintezita de DMPA, polietero 220 kaj IPDI ebligas inkajn tavolojn sorbi varmecon, plibonigante alt-temperaturan reziston. Aldono de silika aeroĝelo al poliuretano ankaŭ reduktas termikan konduktivecon kaj plibonigas inkan varmoreziston.

5. Stabileca Modifo

WPU-stabileco signife influas akvobazitan inkan stokadon. Krom akvo kaj alt-temperatura rezisto, molekula pezo kaj strukturaranĝo estas decidaj. Poliesterrezinoj estas ĝenerale pli stabilaj ol polieterrezinoj pro pli da hidrogenaj ligoj en la molekula strukturo. Aldonado de esteraj substancoj por formi miksitajn poliuretanojn pliigas stabilecon, kiel uzi izocianaton kaj silanan disperson por krei duoblan komponan WPU kun plibonigita stabileco kaj abraziorezisto. Varmotraktado kaj malvarmigo ankaŭ povas krei pli da hidrogenaj ligoj, streĉante molekulan aranĝon kaj plibonigante WPU-stabilecon kaj akvan ink-stokadon.

6. Pliboniĝo de Adhero

Dum optimumigado de WPU plibonigas akvoreziston, alttemperaturan reziston kaj stabilecon, WPU-oj ankoraŭ montras malbonan adheron al polietileno (PE) plastaj produktoj pro molekula pezo kaj poluseco. Tipe, similaj polusoj kaj molekulpezpolimeroj aŭ monomeroj estas aldonitaj por plibonigi WPU kaj plifortigi akvobazitan inkadheron al ne-polusaj materialoj. Ekzemple, kopolimerigi WPU kun polivinilklorido-hidroksietilakrilata rezino plibonigas akvorezistan adheron inter inkoj kaj tegaĵoj. Aldono de akrila poliestera rezino al WPU kreas unikan molekulan ligan strukturon, signife plibonigante WPU-adheron. Tamen, ĉi tiuj metodoj povas influi originalajn inkajn trajtojn kiel brilo. Sekve, industriaj teknikoj traktas materialojn sen ŝanĝi ecojn por plibonigi inkan adheron, kiel aktivigi surfacojn per elektrodoj aŭ mallongdaŭra flamtraktado por pliigi adsorbadon.

• Konkludo

Nuntempe, akvobazitaj inkoj estas vaste uzataj en manĝaĵoj, farmaciaj pakaĵoj, laborejoj, libroj kaj aliaj tegaĵoj aŭ presaj aplikoj. Tamen, iliaj enecaj spektaklolimigoj limigas pli larĝajn aplikojn. Ĉar media kaj sekureca konscio kreskas kun plibonigitaj vivniveloj, akvobazitaj ekologiaj inkoj, kiuj reduktas VOC-emisiojn, ĉiam pli anstataŭas solvant-bazitajn inkojn, defiante tradiciajn solvant-bazitajn inkmerkatojn.

En ĉi tiu kunteksto, plibonigo de inko-efikeco modifante akvobazitajn rezinojn, precipe akvobazitajn poliuretanojn, per novigaj metodoj kiel ekzemple nanoteknologio kaj hibridigo de organikaj kaj neorganikaj komponaĵoj estas decida por estonta akvobazita inko-evoluo. Tial, plia ampleksa esplorado pri rezinaj modifoj estas necesaj por plibonigi akvobazitan ink-efikecon por pli larĝaj aplikoj.