Njelajah Pangembangan Tinta Basis Banyu lan Sinau Tinta Poliuretan Basis Banyu Ramah Lingkungan

Polusi udara wis suwe dadi masalah utama, kanthi emisi gas beracun kayata VOC dadi kontributor penting bebarengan karo fenomena alam kaya badai bledug. Nalika kesadaran babagan perlindungan lingkungan tuwuh lan macem-macem kabijakan nasional ditindakake, industri percetakan, pemancar utama VOC, wis ngalami reformasi sing ora bisa dihindari. Akibate, tinta cetak sing ramah lingkungan wis dadi titik fokus ing riset industri percetakan global. Ing antarane tinta ramah lingkungan sing kasedhiya, kalebu tinta berbasis banyu, tinta sing bisa diobati kanthi energi, lan tinta berbasis minyak nabati, tinta adhedhasar banyu sing paling akeh digunakake. Tinta adhedhasar banyu ngemot proporsi pelarut organik sing luwih murah, nyuda emisi VOC lan selaras karo prinsip perlindungan lingkungan. Nanging, inks banyu basis uga duwe drawbacks kayata wektu pangatusan alon lan ngruwat lan banyu miskin lan resistance alkali, matesi aplikasi ing tinta industri tradisional. Mangkono, ningkatake kelemahan kasebut liwat modifikasi resin wis dadi fokus sing penting. Makalah iki negesake pangembangan lan aplikasi tinta adhedhasar banyu, sinau babagan modifikasi resin, kemajuan riset ing tinta cetak nggunakake poliuretan berbasis banyu, lan prospek mangsa ing lapangan iki.

• Eksperimen

1. Pangembangan Inks Water-Based

Tinta duwe sejarah sing dawa, muncul bebarengan karo penemuan percetakan. Sawisé introduksi Lithol Red Pigment ing taun 1900, tinta dadi nyebar, nyebabake negara-negara nandur modal ing riset tinta. Tinta adhedhasar banyu minangka turunan amarga tuntutan sing luwih dhuwur kanggo kepraktisan tinta. Riset babagan tinta berbasis banyu diwiwiti ing luar negeri ing taun 1960-an, utamane kanggo nyepetake tingkat cetak lan nyuda ketergantungan ing bahan mentah adhedhasar minyak bumi. Tinta iki nggunakake senyawa organik kaya benzena lan shellac utawa sodium lignosulfonate minangka bahan utama kanggo nyukupi kabutuhan percetakan ing wektu kasebut. Ing taun 1970-an, peneliti ngembangake resin emulsi polimer kanthi struktur cangkang inti lan jaringan kanthi polimerisasi monomer akrilik nganggo stirena, njaga gloss lan tahan banyu tinta nalika nyukupi syarat lingkungan. Nanging, amarga kesadaran lingkungan tambah lan hukum lingkungan sing luwih ketat dileksanakake, proporsi bahan organik berbasis benzena ing tinta suda. Ing taun 1980-an, negara-negara Eropah Kulon ngenalake konsep lan teknologi "printing ink green" lan "printing ink basis banyu anyar."

Industri tinta China diwiwiti ing pungkasan Dinasti Qing kanthi produksi mata uang, gumantung banget marang tinta impor nganti taun 1975, nalika Pabrik Tinta Tianjin lan Pabrik Tinta Gangu ngembangake lan ngasilake tinta gravure basis banyu domestik pisanan. Ing taun 1990-an, China wis ngimpor luwih saka 100 jalur produksi printing flexo, kanthi cepet nggunakake tinta berbasis banyu. Ing taun 2003, Institut Riset Teknologi Industri China kasil ngembangake produk sing gegandhengan, lan ing awal taun 2004, Shanghai Meide Company ngasilake tinta thermosetting suhu rendah kanthi basis banyu kanthi standar Jepang lan Jerman. Senadyan riset China babagan tinta berbasis banyu ngalami perkembangan sing cepet ing awal abad kaping 21, negara-negara Barat wis entuk kemajuan sing signifikan: udakara 95% produk flexo lan 80% produk gravure ing Amerika Serikat nggunakake tinta berbasis banyu, dene Inggris lan Jepang nggunakake tinta basis banyu kanggo kemasan pangan lan farmasi. Yen dibandhingake, pembangunan China luwih alon.

Kanggo luwih ningkataké pasar, China ngenalaken standar tinta basis banyu pisanan ing Mei 2007 lan ing 2011 nganjurake kanggo "pangembangan inovasi ijo," ngarahake kanggo ngganti tinta basis solvent karo tinta basis banyu. Ing 2016 "Rencana Lima Taun 13" kanggo industri percetakan, "riset babagan bahan lingkungan adhedhasar banyu" lan "percetakan ijo" minangka fokus utama. Ing taun 2020, promosi nasional percetakan ijo lan digital ngembangake pasar tinta berbasis banyu.

2. Aplikasi saka Inks Water-Based

Ing awal abad kaping 20, Amerika Serikat pisanan nggunakake tinta basis banyu ing printing flexo. Ing taun 1970-an, tinta gravure basis banyu kanthi kualitas dhuwur digunakake kanggo macem-macem kertas kemasan, rak buku sing kandel, lan karton. Ing taun 1980-an, glossy lan matte screen printing water-based inks dikembangake ing luar negeri, ngembangake aplikasi kanggo kain, kertas, PVC, polystyrene, aluminium foil, lan logam. Saiki, amarga karakteristik sing ramah lingkungan, ora beracun, lan aman, tinta adhedhasar banyu utamane digunakake ing percetakan kemasan panganan, kayata kemasan rokok lan botol minuman. Nalika hukum lingkungan nambah, aplikasi tinta adhedhasar banyu terus diversifikasi lan intensif. China uga terus promosi panggunaane ing industri percetakan.

• Hasil karo diskusi

1. Riset babagan Modifikasi Resin

Kinerja tinta dipengaruhi dening beda resin. Umume, resin tinta adhedhasar banyu biasane poliuretan, emulsi akrilik sing dimodifikasi, utawa resin poliakrilik. Resin polyurethane (WPU) berbasis banyu, kanthi gloss unggul, akeh digunakake ing percetakan kemasan. Mangkono, ningkatake kinerja WPU kanggo nambah ramah lingkungan lan kinclong tinta adhedhasar banyu wis dadi fokus ing industri percetakan.

2. Ngowahi Water-Based Polyurethanes

Poliuretan berbasis banyu, kasusun saka poliol bobot molekul rendah, bisa diklasifikasikake dadi poliester, polieter, lan hibrida. Adhedhasar sifat polimer poliester lan polieter sing beda, kekuwatan lan stabilitase beda-beda. Umume, polieter poliuretan nduweni kekuatan lan stabilitas sing luwih murah tinimbang poliester poliuretan nanging nuduhake resistensi suhu dhuwur sing luwih apik lan kurang rentan kanggo hidrolisis. Contone, nambah "konsistensi" tinta kanthi nggunakake polyethylene glycol monomethyl ether nambah karakteristik toleransi. Nanging, iki mung minangka titik referensi. Macem-macem lembaga riset nggunakake macem-macem cara kanggo nambah aspek tartamtu saka WPU.

Contone, ing 2010, resin epoksi kanthi kateguhan dhuwur lan kekuatan impact dipilih kanggo ngatasi masalah viskositas lan adhesi tinta, saéngga nambah kekuatan tinta. Ing taun 2006, sawijining studi sing diterbitake dening Beijing Chemical University nggunakake poliuretan berbasis etilena glikol kanggo mbentuk resin khusus kanthi segmen alus sing dawa, ningkatake keluwesan tinta lan kanthi ora langsung nguatake tinta berbasis banyu. Sawetara tim entuk asil modifikasi kanthi nambahake bahan kimia: nggabungake silika utawa organosilikon kanggo nambah WPU, ngasilake kekuatan tarik tinta sing luwih apik. Carboxyl-terminated butadiene nitrile polyurethane digunakake kanggo nambah kinerja mlengkung tinta lan viskositas, adaptasi kanggo lingkungan luwih Komplek.

Dadi, peneliti biasane milih poliester tartamtu adhedhasar sifat tinta, nggunakke polyacids lan polyols cocok kanggo sintesis polyols polyester tahan panas, ngenalke kelompok polar karo adhesion kuwat, milih bahan mentahan cocok kanggo nambah crystallinity polyurethane, lan nggunakake agen kopling kanggo nambah WPU adhesive kang. Kelembapan lan tahan panas.

3. Modifikasi tahan banyu

Wiwit tinta utamané digunakake kanggo kemasan njaba lan asring kontak banyu, resistance banyu miskin bisa mimpin kanggo suda atose, gloss, lan malah tinta peeling utawa karusakan, Ngartekno mengaruhi kinerja panyimpenan. Ngapikake tahan banyu WPU nambah kinerja panyimpenan tinta kanthi nggunakake poliol kanthi tahan banyu sing apik minangka bahan. Contone, ngowahi WPU nganggo monomer akrilik utawa nyetel isi resin epoksi bisa nambah resistensi banyu tinta.

Saliyane nggunakake polimer tahan banyu dhuwur kanggo ngganti poliuretan standar, peneliti asring nambah bahan organik utawa anorganik kanggo entuk efek sing dikarepake. Contone, nggabungake silika skala nano menyang resin nambah resistensi banyu lan kekuatan, cara sing akeh digunakake ing produksi tinta. "Cara kopolimerisasi emulsi" nggawe PUA komposit kanggo nambah resistensi banyu, dene cara kaya poliethelin glikol monometil eter modifikasi lan sintesis aseton saka WPU sing diowahi organosilikon nambah resistensi banyu.

4. Modifikasi Resistance Suhu Dhuwur

Umumé, resistensi suhu dhuwur WPU relatif lemah, mbatesi tahan panas tinta adhedhasar banyu. Poliuretan polieter biasane duwe resistensi suhu dhuwur sing luwih apik tinimbang poliuretan poliester amarga jumlah ikatan rangkap. Nambahake polimer rantai dawa utawa ester cincin benzena / eter minangka monomer polimerisasi nambah resistensi suhu dhuwur polimer lan, mula, tahan panas tinta adhedhasar banyu. Saliyane nggunakake poliuretan polieter rantai dawa, sawetara tim nggunakake bahan komposit kanggo nambah kerumitan lan nambah resistensi suhu dhuwur. Contone, nambahake nano timah oksida antimon menyang WPU disintesis saka DMPA, polyether 220, lan IPDI mbisakake lapisan tinta nyerep panas, nambah resistance suhu dhuwur. Nambahake silika airgel menyang poliuretan uga nyuda konduktivitas termal lan nambah resistensi panas tinta.

5. Stabilitas Modifikasi

Stabilitas WPU mengaruhi kinerja panyimpenan tinta adhedhasar banyu. Saliyane banyu lan tahan suhu dhuwur, bobot molekul lan susunan struktur penting banget. Resin poliester umume luwih stabil tinimbang resin polieter amarga luwih akeh ikatan hidrogen ing struktur molekul. Nambahake zat ester kanggo mbentuk poliuretan campuran nambah stabilitas, kayata nggunakake isosianat lan silane dispersi kanggo nggawe WPU dual-komponèn kanthi stabilitas apik lan resistance abrasion. Perawatan panas lan pendinginan uga bisa nggawe luwih akeh ikatan hidrogen, ngencengi susunan molekul lan nambah stabilitas WPU lan kinerja panyimpenan tinta adhedhasar banyu.

6. Adhesion dandan

Nalika ngoptimalake WPU nambah tahan banyu, tahan suhu dhuwur, lan stabilitas, WPU isih nuduhake adhesi sing ora apik kanggo produk plastik polietilen (PE) amarga bobot molekul lan polaritas. Biasane, polaritas sing padha lan polimer utawa monomer bobot molekul ditambahake kanggo nambah WPU lan nambah adhesi tinta adhedhasar banyu kanggo bahan non-polar. Contone, co-polymerizing WPU karo polyvinyl chloride-hydroxyethyl acrylate resin mbenakake adhesion anti banyu ing antarane tinta lan lapisan. Nambahake resin poliester akrilik menyang WPU nggawe struktur link molekul sing unik, kanthi signifikan ningkatake adhesi WPU. Nanging, cara kasebut bisa mengaruhi sifat tinta asli kaya gloss. Mulane, teknik industri ngobati bahan tanpa ngganti sifat kanggo nambah adhesi tinta, kayata ngaktifake permukaan kanthi elektroda utawa perawatan nyala jangka pendek kanggo nambah adsorpsi.

• Kesimpulan

Saiki, tinta basis banyu akeh digunakake ing kemasan panganan, kemasan farmasi, bengkel, buku, lan aplikasi pelapis utawa percetakan liyane. Nanging, watesan kinerja sing diwatesi mbatesi aplikasi sing luwih jembar. Nalika kesadaran lingkungan lan safety mundhak kanthi standar urip sing luwih apik, tinta ramah lingkungan adhedhasar banyu sing nyuda emisi VOC saya ganti ngganti tinta basis solvent, nantang pasar tinta berbasis pelarut tradisional.

Ing konteks iki, ningkatake kinerja tinta kanthi ngowahi resin adhedhasar banyu, utamane poliuretan adhedhasar banyu, liwat cara inovatif kayata nanoteknologi lan hibridisasi senyawa organik lan anorganik penting kanggo pangembangan tinta adhedhasar banyu ing mangsa ngarep. Mula, riset lengkap babagan modifikasi resin dibutuhake kanggo nambah kinerja tinta adhedhasar banyu kanggo aplikasi sing luwih akeh.