Forbairt Dúigh Uiscebhunaithe a Iniúchadh agus Staidéar ar Dhucha Polúireatán Uiscebhunaithe atá Éicea-chairdiúil

Is ábhar mór imní é truailliú aeir le fada an lá, agus cuireann astuithe gáis tocsaineacha ar nós VOCanna go mór le feiniméin nádúrtha cosúil le stoirmeacha deannaigh. De réir mar a fhásann feasacht ar chosaint an chomhshaoil ​​agus go gcuirtear beartais náisiúnta éagsúla i bhfeidhm, tá athchóiriú dosheachanta ar an tionscal priontála, astaitheoir VOC mór. Dá bhrí sin, tá dúigh priontála cairdiúla don chomhshaol ina bpointe fócasach i dtaighde domhanda an tionscail priontála. I measc na dúigh atá neamhdhíobhálach don chomhshaol atá ar fáil, lena n-áirítear dúigh uisce-bhunaithe, dúigh inleasaithe fuinnimh, agus dúigh ola-bhunaithe glasraí, is iad dúigh uiscebhunaithe na cinn is mó a úsáidtear. Tá cion níos ísle de thuaslagóirí orgánacha i dúigh uiscebhunaithe, rud a laghdaíonn astuithe VOCanna agus a ailíniú le prionsabail um chosaint an chomhshaoil. Mar sin féin, tá míbhuntáistí ag dúigh uiscebhunaithe freisin, mar shampla triomú mall agus amanna leigheasacha agus droch-fhriotaíocht uisce agus alcaile, rud a chuireann srian lena gcur i bhfeidhm i dúigh thionsclaíocha traidisiúnta. Mar sin, tá fócas suntasach tagtha chun na laigí seo a fheabhsú trí mhodhnú roisín. Imlíníonn an páipéar seo forbairt agus cur i bhfeidhm dúigh uisce-bhunaithe, staidéar ar mhodhnuithe roisín, dul chun cinn taighde ar dúigh priontála ag baint úsáide as polúireatán uisce-bhunaithe, agus na hionchais don todhchaí sa réimse seo.

• Turgnamhach

1. Forbairt Dúigh Uisce-bhunaithe

Tá stair fhada ag dúigh, ag teacht chun cinn taobh le haireagán na priontála. Tar éis Lithol Red Pigment a thabhairt isteach i 1900, tháinig dúigh go forleathan, rud a spreag tíortha chun infheistíocht a dhéanamh i dtaighde dúch. Is díorthach iad dúigh uiscebhunaithe a eascraíonn as éilimh níos airde ar phraiticiúlacht dúch. Cuireadh tús le taighde ar dúigh uiscebhunaithe thar lear sna 1960idí, go príomha chun rátaí priontála a bhrostú agus chun spleáchas ar amhábhair peitriliam-bhunaithe a laghdú. Bhain na dúigh seo úsáid as comhdhúile orgánacha cosúil le beinséin agus seileaic nó lignosulfónáit sóidiam mar phríomhábhair chun freastal ar riachtanais priontála ag an am. Sna 1970í, d'fhorbair na taighdeoirí roisín eibleachta polaiméire le croí-bhlaosc agus struchtúr líonra trí mhonaiméirí aicrileach a pholaiméiriú le styrene, ag cothabháil snasta dúigh agus friotaíocht uisce agus ag freastal ar riachtanais chomhshaoil. Mar sin féin, de réir mar a mhéadaigh feasacht ar an gcomhshaol agus de réir mar a achtaíodh dlíthe comhshaoil ​​níos déine, tháinig laghdú ar chomhréir na n-orgánach beinséin-bhunaithe i dúigh. Faoi na 1980í, thug tíortha Iarthar na hEorpa isteach na coincheapa agus na teicneolaíochtaí "priontáil dúch glas" agus "priontáil dúch uisce-bhunaithe nua."

Thosaigh tionscal dúch na Síne sa Ríshliocht Qing déanach le táirgeadh airgeadra, ag brath go mór ar dúigh allmhairithe go dtí 1975, nuair a d'fhorbair agus tháirg Tianjin Ink Factory agus Gangu Ink Factory an chéad dúch gravure uisce-bhunaithe baile. Faoi na 1990idí, bhí os cionn 100 línte táirgeachta priontála flexo allmhairithe ag an tSín, rud a chuir úsáid dúigh uiscebhunaithe chun cinn go tapa. I 2003, d'éirigh le hInstitiúid Taighde Teicneolaíochta Tionscail na Síne táirgí gaolmhara a fhorbairt, agus go luath i 2004, tháirg Shanghai Meide Company dúch thermosetting go hiomlán uisce-bhunaithe, teocht íseal a chomhlíonann caighdeáin na Seapáine agus na Gearmáine. Cé gur chonaic taighde na Síne ar dúigh uisce-bhunaithe forbairt go mear go luath sa 21ú haois, bhí dul chun cinn suntasach bainte amach cheana féin ag tíortha an Iarthair: d'úsáid thart ar 95% de tháirgí flexo agus 80% de tháirgí gravure sna Stáit Aontaithe dúigh uisce-bhunaithe, agus d'úsáid an RA dúigh uisce-bhunaithe. agus ghlac an tSeapáin dúigh uisce-bhunaithe le haghaidh pacáistiú bia agus cógaisíochta. I gcomparáid, bhí forbairt na Síne níos moille.

Chun an margadh a chur chun cinn tuilleadh, thug an tSín isteach an chéad chaighdeán dúch uisce-bhunaithe i mí na Bealtaine 2007 agus i 2011 mhol sé "forbairt nuálaíochta glas", a bhfuil sé mar aidhm aige dúigh uiscebhunaithe a chur in ionad dúigh bunaithe ar thuaslagóirí. I "13ú Plean Cúig Bliana" 2016 don tionscal priontála, bhí "taighde ar ábhair chomhshaoil ​​uisce-bhunaithe" agus "priontáil ghlas" mar phríomhfhócas. Faoi 2020, leathnaigh cur chun cinn náisiúnta priontála glas agus digiteach an margadh dúch uisce-bhunaithe.

2. Feidhm Dúigh Uisce-bhunaithe

Go luath sa 20ú haois, chuir na Stáit Aontaithe dúigh uisce-bhunaithe i bhfeidhm ar phriontáil flexo ar dtús. Faoi na 1970idí, úsáideadh dúigh gravure ardchaighdeáin uisce-bhunaithe go forleathan le haghaidh páipéir phacáistithe éagsúla, seilfeanna leabhar tiubh, agus cairtchlár. Sna 1980í, forbraíodh dúigh uisce-bhunaithe priontála scáileáin snasta agus Neamhlonrach thar lear, ag leathnú a n-iarratas chuig fabraicí, páipéar, PVC, polaistiréin, scragall alúmanaim agus miotail. Faoi láthair, mar gheall ar a saintréithe cairdiúla don chomhshaol, neamh-tocsaineach agus sábháilte, úsáidtear dúigh uiscebhunaithe go príomha i bpriontáil pacáistithe bia, mar shampla pacáistiú tobac agus buidéil dí. De réir mar a thagann feabhas ar dhlíthe comhshaoil, leanann cur i bhfeidhm dúigh uiscebhunaithe ag éagsúlú agus ag treisiú. Tá a n-úsáid sa tionscal priontála á gcur chun cinn de réir a chéile ag an tSín freisin.

• Torthaí agus Plé

1. Taighde ar Mhodhnuithe Roisín

Tá tionchar ag difríochtaí roisín ar fheidhmíocht dúch. Go ginearálta, is éard atá i roisíní dúch uisce-bhunaithe ná polúireatán, eibleachtaí aicrileach mhodhnaithe, nó roisíní polaaicrileach. Úsáidtear roisíní polúireatán uisce-bhunaithe (WPU), le snasta níos fearr, go forleathan i bpriontáil pacáistithe. Dá bhrí sin, tá feabhas tagtha ar fheidhmíocht WPU chun cairdiúlacht agus snasta comhshaoil ​​dúch uiscebhunaithe a fheabhsú mar fhócas sa tionscal priontála.

2. Polúireatán Uisce-bhunaithe a mhodhnú

Is féidir polúireatáin uisce-bhunaithe, comhdhéanta de pholóil íseal-mheáchan móilíneach, a rangú i gcineálacha poileistear, polyether, agus hibrideach. Bunaithe ar airíonna éagsúla polaiméirí poileistear agus polyether, athraíonn a neart agus a gcobhsaíocht. Go ginearálta, tá neart agus cobhsaíocht níos ísle ag polúireatáin polyether ná mar a bhíonn polúireatán poileistear ach tá friotaíocht ardteochta níos fearr acu agus níl siad chomh seans maith go hidrealú. Mar shampla, cuireann méadú ar "chomhsheasmhacht" an dúch trí úsáid a bhaint as éitear monomethyl glycol poileitiléine a saintréithe caoinfhulaingt. Mar sin féin, níl anseo ach pointe tagartha. Glacann institiúidí taighde éagsúla modhanna éagsúla chun gnéithe sonracha WPU a fheabhsú.

Mar shampla, i 2010, roghnaíodh roisíní eapocsa a bhfuil ard-diana agus neart tionchair acu chun aghaidh a thabhairt ar shaincheisteanna maidir le slaodacht dúch agus greamaitheacht, rud a chuirfeadh le neart dúch. I 2006, d'úsáid staidéar a d'fhoilsigh Ollscoil Cheimiceach Beijing úsáid as polúireatán eitiléine glycol-bhunaithe chun roisín speisialta a fhoirmiú le teascán fada bog, feabhas a chur ar sholúbthacht dúch agus dúch uiscebhunaithe a neartú go hindíreach. Baineann roinnt foirne torthaí modhnú amach trí shubstaintí ceimiceacha a chur leis: ionchorprú shilice nó organosilicon chun WPU a fheabhsú, rud a fhágann neart teanntachta dúch feabhsaithe. Úsáidtear polúireatán nítríle bútaidhé-éin carboxyl-foirceannadh chun feidhmíocht lúbthachta dúch agus slaodacht a fheabhsú, ag oiriúnú do thimpeallachtaí níos casta.

Mar sin, de ghnáth roghnaíonn taighdeoirí poileistir ar leith bunaithe ar na hairíonna dúch, ag baint úsáide as polyacids agus polóil chuí chun polóil poileistear teas-resistant a shintéisiú, ag tabhairt isteach grúpaí polacha le greamaitheacht láidir, ag roghnú amhábhar oiriúnach chun criostalacht polúireatán a fheabhsú, agus ag baint úsáide as gníomhairí cúplála chun greamachán WPU a fheabhsú. taise agus friotaíocht teasa.

3. Modhnú Friotaíocht Uisce

Ós rud é go n-úsáidtear dúch go príomha le haghaidh pacáistiú seachtrach agus go ndéanann sé teagmháil le huisce go minic, d'fhéadfadh cruas laghdaithe, snasta, agus fiú feannadh nó damáiste dúch a bheith mar thoradh ar fhriotaíocht uisce lag, rud a chuireann isteach go mór ar fheidhmíocht stórála. Feabhsaítear friotaíocht uisce WPU le feidhmíocht stórála dúch trí úsáid a bhaint as polóil le friotaíocht maith uisce mar ábhair. Mar shampla, is féidir friotaíocht uisce dúch a fheabhsú trí WPU a mhodhnú le monaiméirí aicrileach nó ábhar roisín eapocsa a choigeartú.

Seachas polaiméirí ard-fhriotaíochta uisce a úsáid chun polúireatán caighdeánach a athsholáthar, is minic a chuireann taighdeoirí substaintí orgánacha nó neamhorgánacha chun an éifeacht atá ag teastáil a bhaint amach. Mar shampla, trí shilice nanascála a ionchorprú i roisín, feabhsaíonn sé friotaíocht uisce agus neart, modh a úsáidtear go forleathan i dtáirgeadh dúch. Cruthaíonn an "modh copolymerization eibleachta" PUA ilchodach chun friotaíocht uisce a fheabhsú, agus cuireann modhanna cosúil le modhnú éitear monomethyl glycol poileitiléin agus sintéis aicéatóin WPU modhnaithe orgán-athraithe le friotaíocht uisce.

4. Modhnú Friotaíocht Ard-Teocht

Go ginearálta, tá friotaíocht ardteochta WPU sách lag, rud a chuireann teorainn le friotaíocht teasa dúch uiscebhunaithe. De ghnáth bíonn friotaíocht ardteochta níos fearr ag polúireatáin polyether ná polúireatán poileistear mar gheall ar líon na bannaí dúbailte. Má chuirtear polaiméirí slabhra fada nó eistir/éitear fáinne beinséine isteach mar mhonaiméirí polaiméirithe, feabhsaíonn sé friotaíocht ardteochta polaiméire agus, dá réir sin, friotaíocht teasa dúch uiscebhunaithe. Chomh maith le polúireatán polyether slabhra fada a úsáid, úsáideann roinnt foirne ábhair chomhchodacha chun castacht a mhéadú agus friotaíocht ardteochta a fheabhsú. Mar shampla, trí antamón ocsaíd stáin nana a chur le WPU a shintéisiú ó DMPA, polyether 220, agus IPDI ar chumas sraitheanna dúch teas a ionsú, ag feabhsú friotaíocht ardteochta. Trí airgel shilice a chur le polúireatán laghdaítear seoltacht theirmeach freisin agus feabhsaíonn sé friotaíocht teasa dúch.

5. Modhnú Cobhsaíochta

Cuireann cobhsaíocht WPU isteach go mór ar fheidhmíocht stórála dúch uiscebhunaithe. Seachas uisce agus friotaíocht ardteochta, tá meáchan móilíneach agus socrú struchtúir ríthábhachtach. Tá roisíní poileistir i gcoitinne níos cobhsaí ná roisíní polyether mar gheall ar níos mó bannaí hidrigine sa struchtúr móilíneach. Má chuirtear substaintí eistear leo chun polúireatáin mheasctha a fhoirmiú, méadaítear cobhsaíocht, mar shampla úsáid a bhaint as isocyanate agus scaipeadh silane chun WPU dé-chomhpháirt a chruthú le cobhsaíocht fheabhsaithe agus friotaíocht scríobadh. Is féidir le cóireáil teasa agus fuaraithe freisin níos mó bannaí hidrigine a chruthú, socrú móilíneach a dhéanamh níos doichte agus cobhsaíocht WPU agus feidhmíocht stórála dúch uiscebhunaithe a fheabhsú.

6. Feabhsú Greamaitheachta

Cé go bhfeabhsaíonn uasmhéadú WPU friotaíocht uisce, friotaíocht ardteochta, agus cobhsaíocht, léiríonn WPUanna fós greamaitheacht lag le táirgí plaisteacha poileitiléin (PE) mar gheall ar mheáchan móilíneach agus polaraíocht. De ghnáth, cuirtear polaiméirí nó monaiméirí polaraithe agus meáchan móilíneach den chineál céanna chun WPU a fheabhsú agus greamaitheacht dúch uisce-bhunaithe le hábhair neamhpholacha a fheabhsú. Mar shampla, feabhsaítear greamaitheacht uiscedhíonach idir dúigh agus bratuithe trí chomhpholaiméiriú WPU le roisín aicriligh polaivinile-clóiríd-hiodrocsaitile. Trí roisín poileistear aicrileach a chur le WPU cruthaítear struchtúr nasc móilíneach uathúil, ag cur go mór le greamaitheacht WPU. Mar sin féin, is féidir leis na modhanna seo tionchar a imirt ar airíonna dúch bunaidh cosúil le snasta. Dá bhrí sin, déanann teicnící tionsclaíocha ábhair a chóireáil gan airíonna a athrú chun greamaitheacht dúch a fheabhsú, mar shampla dromchlaí a ghníomhachtú le leictreoidí nó cóireáil lasair gearrthéarmach chun asaithe a mhéadú.

• Conclúid

Faoi láthair, úsáidtear dúigh uiscebhunaithe go forleathan i bpacáistiú bia, i bpacáistiú cógaisíochta, i gceardlanna, i leabhair, agus i gcótaí nó in iarratais priontála eile. Mar sin féin, cuireann a dteorainneacha feidhmíochta bunúsacha srian le hiarratais níos leithne. De réir mar a théann feasacht ar an gcomhshaol agus ar shábháilteacht le caighdeáin mhaireachtála feabhsaithe, tá dúigh éicea-chairdiúla uisce-bhunaithe a laghdaíonn astuithe VOC ag athsholáthar níos mó dúigh bunaithe ar thuaslagóirí, ag tabhairt dúshlán do mhargaí dúch tuaslagóirí traidisiúnta.

Sa chomhthéacs seo, tá sé ríthábhachtach feidhmíocht dúch a fheabhsú trí roisíní uisce-bhunaithe a mhodhnú, go háirithe polúireatán uisce-bhunaithe, trí mhodhanna nuálacha amhail nanaitheicneolaíocht agus hibridiú comhdhúile orgánacha agus neamhorgánacha d'fhorbairt dúch uisce-bhunaithe sa todhchaí. Dá bhrí sin, tá gá le tuilleadh taighde cuimsitheach ar mhodhnuithe roisín chun feidhmíocht dúch uisce-bhunaithe a fheabhsú le haghaidh feidhmeanna níos leithne.