Усан суурьтай бэхний хөгжлийг судлах, байгальд ээлтэй усан суурьтай полиуретан бэхийг судлах

Шороон шуурга гэх мэт байгалийн үзэгдлүүдийн хажуугаар VOC зэрэг хорт хийн ялгаруулалт нь агаарын бохирдолд ихээхэн анхаарал хандуулсаар ирсэн. Байгаль орчныг хамгаалах талаарх мэдлэг нэмэгдэж, үндэсний янз бүрийн бодлогыг хэрэгжүүлэхийн хэрээр VOC ялгаруулагч гол хэвлэх үйлдвэр зайлшгүй шинэчлэлтэй тулгарч байна. Иймээс байгальд ээлтэй хэвлэлийн бэх нь дэлхийн хэвлэлийн салбарын судалгааны гол цэг болсон. Байгальд ээлтэй, усан суурьтай бэх, эрчим хүчээр эмчилдэг бэх, ургамлын тосонд суурилсан будаг зэрэг байгальд ээлтэй будагнуудаас хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь усан суурьтай бэх юм. Усан дээр суурилсан будаг нь бага хэмжээний органик уусгагчийг агуулж, VOC ялгаралтыг бууруулж, байгаль орчныг хамгаалах зарчимд нийцдэг. Гэсэн хэдий ч усан суурьтай бэх нь удаан хатаах, хатуурах, ус, шүлтийн эсэргүүцэл муу гэх мэт сул талуудтай тул уламжлалт үйлдвэрийн будгийн хэрэглээг хязгаарладаг. Тиймээс давирхайг өөрчлөх замаар эдгээр сул талуудыг сайжруулах нь чухал ач холбогдолтой болсон. Энэхүү нийтлэлд усан суурьтай бэхний хөгжил, хэрэглээ, давирхайн өөрчлөлтийн судалгаа, усан суурьтай полиуретан ашиглан бэх хэвлэх судалгааны ажлын ахиц дэвшил, энэ салбарын ирээдүйн хэтийн төлөвийг тусгасан болно.

• Туршилтын

1. Усан дээр суурилсан бэхийг хөгжүүлэх

Бэх нь хэвлэлийн шинэ бүтээлтэй зэрэгцэн гарч ирсэн урт түүхтэй. 1900 онд Литол улаан пигментийг нэвтрүүлсний дараа бэх өргөн тархсан нь улс орнууд бэхний судалгаанд хөрөнгө оруулахад хүргэсэн. Усан суурьтай бэх нь бэхний практикт тавигдах өндөр шаардлагаас үүдэлтэй дериватив юм. 1960-аад оноос усан суурьтай бэхний судалгааг гадаадад эхлүүлсэн нь хэвлэлийн хурдыг хурдасгах, газрын тосны түүхий эдээс хамааралтай байдлыг багасгах зорилготой юм. Эдгээр бэх нь тухайн үеийн хэвлэлийн хэрэгцээг хангахын тулд бензол, шеллак эсвэл натрийн лигносульфонат зэрэг органик нэгдлүүдийг ашигласан. 1970-аад онд судлаачид стирол бүхий нийлэг мономеруудыг полимержүүлж, бэхний гялбаа, усны эсэргүүцлийг хадгалахын зэрэгцээ байгаль орчны шаардлагад нийцсэн үндсэн бүрхүүл, сүлжээний бүтэцтэй полимер эмульсийн давирхайг бүтээжээ. Гэсэн хэдий ч байгаль орчны талаархи мэдлэг нэмэгдэж, байгаль орчны хууль тогтоомжийг чангатгах тусам бэх дэх бензолд суурилсан органик бодисын эзлэх хувь буурчээ. 1980-аад он гэхэд Баруун Европын орнууд "ногоон бэхээр хэвлэх", "шинэ усан суурьтай бэхээр хэвлэх" гэсэн ойлголт, технологийг нэвтрүүлсэн.

Хятадын бэхний үйлдвэрлэл нь Чин гүрний сүүл үеэс валют үйлдвэрлэж эхэлсэн бөгөөд 1975 он хүртэл Тяньжиний бэхний үйлдвэр, Гангу бэхний үйлдвэрүүд дотоодын анхны усан суурьтай гравюр бэхийг хөгжүүлж, үйлдвэрлэх хүртэл импортын бэхэнд ихээхэн найдаж байв. 1990-ээд он гэхэд Хятад улс 100 гаруй флексо хэвлэх үйлдвэрлэлийн шугам импортолж, усан суурьтай бэхний хэрэглээг эрчимтэй хөгжүүлсэн. 2003 онд Хятадын Аж үйлдвэрийн технологийн судалгааны хүрээлэн холбогдох бүтээгдэхүүнийг амжилттай боловсруулж, 2004 оны эхээр Шанхайн Мэйдэ компани Япон, Германы стандартад нийцсэн бүрэн усан суурьтай, бага температурт термостат бэх үйлдвэрлэжээ. Хэдийгээр 21-р зууны эхэн үед Хятадын усан суурьтай бэхний судалгаа эрчимтэй хөгжиж байсан ч барууны орнууд аль хэдийн мэдэгдэхүйц ахиц дэвшилд хүрсэн: АНУ-ын флексо бүтээгдэхүүний 95%, гравюрын бүтээгдэхүүний 80% нь усан суурьтай бэх ашигласан бол Их Британи Япон улс хүнсний болон эмийн савлагаанд усан суурьтай бэхийг нэвтрүүлсэн. Харьцуулбал Хятадын хөгжил удаашралтай байсан.

Хятад улс зах зээлээ цаашид хөгжүүлэхийн тулд 2007 оны 5-р сард анхны усан суурьтай бэхний стандартыг нэвтрүүлж, 2011 онд уусгагч дээр суурилсан бэхийг усан суурьтай будгаар солих зорилготой "ногоон инновацийн хөгжил"-ийг дэмжсэн. 2016 онд хэвлэх үйлдвэрийн "13-р таван жилийн төлөвлөгөө"-нд "усан дээр суурилсан байгаль орчны материалын судалгаа", "ногоон хэвлэл" зэрэгт гол анхаарлаа хандуулсан. 2020 он гэхэд ногоон болон дижитал хэвлэлийн үндэсний сурталчилгаа нь усан суурьтай бэхний зах зээлийг өргөжүүлсэн.

2. Усан дээр суурилсан бэх хэрэглэх

20-р зууны эхэн үед АНУ анх удаа флексо хэвлэхдээ усан суурьтай бэх хэрэглэж байжээ. 1970-аад он гэхэд өндөр чанарын усан суурьтай гравюр бэхийг төрөл бүрийн сав баглаа боодлын цаас, зузаан номын тавиур, картон цаас зэрэгт өргөн ашигладаг болсон. 1980-аад онд гялгар, царцсан дэлгэцтэй хэвлэлийн усан суурьтай бэхийг гадаадад хөгжүүлж, даавуу, цаас, PVC, полистирол, хөнгөн цагаан тугалган цаас, металл зэрэгт хэрэглээгээ өргөжүүлэв. Одоогоор усан суурьтай бэхийг байгальд ээлтэй, хоргүй, аюулгүй шинж чанараараа тамхины савлагаа, ундааны сав зэрэг хүнсний сав баглаа боодол хэвлэлтэд голчлон ашиглаж байна. Байгаль орчны хуулиудыг сайжруулахын хэрээр усан суурьтай будгийн хэрэглээ төрөлжиж, эрчимжиж байна. Хятад улс мөн тэдгээрийг хэвлэх үйлдвэрт ашиглахыг аажмаар дэмжиж байна.

• Үр дүн ба хэлэлцүүлэг

1. Давирхайн өөрчлөлтийн судалгаа

Бэхний гүйцэтгэлд давирхайн ялгаа нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө усан суурьтай бэхний давирхай нь ихэвчлэн полиуретан, өөрчлөгдсөн нийлэг эмульс эсвэл полиакрилийн давирхай юм. Усан дээр суурилсан полиуретан (WPU) давирхайг дээд зэргийн гялбаатай, сав баглаа боодол хэвлэхэд өргөн ашигладаг. Тиймээс усан суурьтай бэхний байгаль орчинд ээлтэй, гялбааг сайжруулахын тулд WPU-ийн гүйцэтгэлийг сайжруулах нь хэвлэх үйлдвэрийн анхаарлын төвд байна.

2. Усан дээр суурилсан полиуретаныг өөрчлөх

Бага молекул жинтэй полиолуудаас бүрдэх усан суурьтай полиуретаныг полиэфир, полиэфир, эрлийз гэж ангилж болно. Полиэфир ба полиэфир полимерүүдийн өөр өөр шинж чанарт үндэслэн тэдгээрийн бат бөх, тогтвортой байдал нь харилцан адилгүй байдаг. Ерөнхийдөө полиэфир полиуретан нь полиэфир полиуретанаас бага бат бөх, тогтвортой байдалтай боловч өндөр температурт илүү сайн тэсвэртэй бөгөөд гидролизэд бага өртөмтгий байдаг. Жишээлбэл, полиэтилен гликол монометилийн эфирийг ашиглан бэхний "тууштай байдлыг" нэмэгдүүлэх нь түүний хүлцлийн шинж чанарыг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн лавлах цэг юм. Төрөл бүрийн судалгааны хүрээлэнгүүд WPU-ийн тодорхой талыг сайжруулахын тулд өөр өөр аргыг ашигладаг.

Жишээлбэл, 2010 онд бэхний зуурамтгай чанар, наалдамхай байдлын асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд өндөр бат бөх, нөлөөллийн бат бөх эпокси давирхайг сонгосон бөгөөд ингэснээр бэхний бат бөх чанарыг нэмэгдүүлсэн. 2006 онд Бээжингийн Химийн их сургуулиас нийтэлсэн судалгаагаар этилен гликолд суурилсан полиуретаныг ашиглан урт зөөлөн сегмент бүхий тусгай давирхайг үүсгэж, бэхний уян хатан чанарыг сайжруулж, усан суурьтай бэхийг шууд бусаар бэхжүүлсэн. Зарим багууд химийн бодис нэмснээр өөрчлөлтийн үр дүнд хүрдэг: WPU-г сайжруулахын тулд цахиур эсвэл цахиурын органик бодис оруулснаар бэхний суналтын бат бэхийг сайжруулдаг. Карбоксил төгсгөлтэй бутадиен нитрил полиуретан нь бэхний гулзайлтын гүйцэтгэл, зуурамтгай чанарыг сайжруулж, илүү төвөгтэй орчинд дасан зохицоход ашиглагддаг.

Тиймээс судлаачид ихэвчлэн тусгай полиэфирийг бэхний шинж чанарт үндэслэн сонгож, халуунд тэсвэртэй полиэфир полиолыг нийлэгжүүлэхийн тулд тохирох поли хүчил, полиолыг ашиглан, хүчтэй наалддаг туйлын бүлгүүдийг нэвтрүүлж, полиуретан талстыг сайжруулахад тохиромжтой түүхий эдийг сонгож, WPU цавууны чанарыг сайжруулахын тулд холбогч бодис ашигладаг. чийг ба халуунд тэсвэртэй.

3. Усны эсэргүүцлийн өөрчлөлт

Бэхийг голчлон гаднах савлагаанд ашигладаг бөгөөд устай байнга харьцдаг тул усны эсэргүүцэл муутай байх нь хатуулаг, гялбаа, тэр ч байтугай бэх хальслах, гэмтэх зэрэгт хүргэж, хадгалалтын гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг. WPU-ийн усны эсэргүүцлийг сайжруулах нь усны хамгаалалт сайтай полиолуудыг материал болгон ашиглах замаар бэх хадгалах чадварыг сайжруулдаг. Жишээлбэл, WPU-г нийлэг мономероор өөрчлөх эсвэл эпокси давирхайн агууламжийг тохируулах нь бэхний усны эсэргүүцлийг сайжруулдаг.

Стандарт полиуретаныг орлуулахын тулд усны эсэргүүцэл өндөр полимер ашиглахаас гадна судлаачид хүссэн үр дүнд хүрэхийн тулд ихэвчлэн органик болон органик бус бодисуудыг нэмдэг. Жишээлбэл, нано хэмжээний цахиурыг давирхайд оруулах нь усны эсэргүүцэл, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь бэх үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг арга юм. "Эмульсийн сополимержих арга" нь усны эсэргүүцлийг сайжруулахын тулд нийлмэл PUA үүсгэдэг бол полиэтилен гликол монометилийн эфирийг өөрчлөх, цахиурын органик бодисоор өөрчилсөн WPU-ийн ацетон синтез зэрэг аргууд нь усны эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.

4. Өндөр температурын эсэргүүцлийн өөрчлөлт

Ерөнхийдөө WPU-ийн өндөр температурын эсэргүүцэл харьцангуй сул тул усан суурьтай бэхний халуунд тэсвэртэй байдлыг хязгаарладаг. Полиэфир полиуретан нь ихэвчлэн давхар холболтын тоогоор полиэфир полиуретанаас илүү өндөр температурт тэсвэртэй байдаг. Урт гинжин полимер эсвэл бензолын цагираг эфир/эфирийг полимержих мономер болгон нэмэх нь полимерийн өндөр температурт тэсвэртэй, улмаар усан суурьтай бэхний халуунд тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг. Урт гинжин полиэтер полиуретан ашиглахаас гадна зарим багууд нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлж, өндөр температурт тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд нийлмэл материалыг ашигладаг. Жишээлбэл, DMPA, полиэтер 220, IPDI-аас нийлэгжүүлсэн WPU-д нано цагаан тугалганы ислийн сурьма нэмснээр бэхний давхарга нь дулааныг шингээж, өндөр температурт тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг. Полиуретанд цахиурын аэрогель нэмэх нь дулаан дамжуулалтыг бууруулж, бэхний халуунд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.

5. Тогтвортой байдлын өөрчлөлт

WPU тогтвортой байдал нь усан суурьтай бэх хадгалах гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг. Ус, өндөр температурт тэсвэртэй байхаас гадна молекулын жин, бүтцийн зохион байгуулалт нь маш чухал юм. Полиэфир давирхай нь молекулын бүтцэд илүү их устөрөгчийн холбоо байдаг тул полиэфир давирхайгаас илүү тогтвортой байдаг. Холимог полиуретан үүсгэхийн тулд эфир бодис нэмснээр тогтвортой байдал, элэгдэлд тэсвэртэй хос бүрэлдэхүүн хэсэгтэй WPU үүсгэхийн тулд изоцианат ба силан дисперсийг ашиглах зэрэг тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг. Дулааны боловсруулалт, хөргөлт нь илүү их устөрөгчийн холбоог бий болгож, молекулын бүтцийг чангатгаж, WPU тогтвортой байдал, усан суурьтай бэх хадгалах ажиллагааг сайжруулдаг.

6. Наалдацыг сайжруулах

WPU-г оновчтой болгосноор усны эсэргүүцэл, өндөр температурт тэсвэртэй, тогтвортой байдлыг сайжруулдаг ч WPU нь молекулын жин ба туйлшралын улмаас полиэтилен (PE) хуванцар бүтээгдэхүүнд муу наалддаг хэвээр байна. Ихэвчлэн ижил төстэй туйлшрал ба молекул жинтэй полимер эсвэл мономерыг WPU-г сайжруулж, туйлшралгүй материалд усан суурьтай бэхний наалдацыг сайжруулах зорилгоор нэмдэг. Жишээлбэл, WPU-ийг поливинил хлорид-гидроксиэтил акрилат давирхайтай хамтран полимержуулж, бэх ба бүрээс хоорондын ус үл нэвтрэх наалдацыг сайжруулдаг. WPU-д нийлэг полиэстр материалтай давирхайг нэмснээр өвөрмөц молекул холбоосын бүтцийг бий болгож, WPU-ийн наалдацыг ихээхэн сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр аргууд нь гялбаа гэх мэт анхны бэхний шинж чанарт нөлөөлж болно. Тиймээс үйлдвэрлэлийн техник нь бэхний наалдацыг сайжруулахын тулд гадаргууг электродоор идэвхжүүлэх эсвэл шингээлтийг нэмэгдүүлэхийн тулд богино хугацааны дөл боловсруулах зэрэг шинж чанарыг өөрчлөхгүйгээр материалыг боловсруулдаг.

• Дүгнэлт

Одоогийн байдлаар усан суурьтай бэхийг хүнсний сав баглаа боодол, эмийн сав баглаа боодол, семинар, ном, бусад өнгөлгөө эсвэл хэвлэх ажилд өргөн ашиглаж байна. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн гүйцэтгэлийн хязгаарлалт нь илүү өргөн хэрэглээний програмуудыг хязгаарладаг. Амьжиргааны түвшин дээшлэхийн хэрээр байгаль орчин, аюулгүй байдлын талаарх мэдлэг өсөхийн хэрээр VOC ялгаруулалтыг бууруулдаг усан суурьтай байгальд ээлтэй бэх нь уусгагч дээр суурилсан бэхийг улам бүр орлож, уусгагч дээр суурилсан бэхний уламжлалт зах зээлийг сорьж байна.

Энэ хүрээнд нано технологи, органик болон органик бус нэгдлүүдийг эрлийзжүүлэх зэрэг шинэлэг аргуудаар усан суурьтай давирхайг, ялангуяа усан дээр суурилсан полиуретаныг өөрчлөх замаар бэхний гүйцэтгэлийг сайжруулах нь ирээдүйд усан суурьтай бэхийг хөгжүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм. Тиймээс илүү өргөн хэрэглээнд ашиглах усан суурьтай бэхний гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд давирхайн өөрчлөлтийн талаар цаашид цогц судалгаа хийх шаардлагатай байна.