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UV印刷油墨的热降解研究

作者:admin来源:未知日期:2018-11-09 10:48浏览:
UV印刷油墨已经被越来越广泛地用于各种终端消费品,如塑料包装等上面。当这些物品被作为城市垃圾抛弃的时候,这些油墨的降解情况对于废弃物处置的影响就显得很重要。
  巴西圣保罗大学的马塞洛(Marcelo Augusto Gonçalves Bardi)等人,对UV印刷油墨各组分,及油墨在固化前后的降解性能进行了研究。马塞洛所研究的油墨组分中包含:
·  聚乙烯/聚四氟乙烯蜡(CeraSPERSE® 164)
· 双酚A环氧二丙烯酸酯树脂(商品名EBECRYL®3720-TP25,该树脂中包含25%的TPGDA)
· 单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)
· 混合光引发剂(Irgacure184,Esacure KIP 150和Irgacure 379),钛白粉(商品名Nicron® 674)
· 聚二甲基硅氧烷(纯硅油100,000cSt,Clearco公司产品)
  除了上述组分以外,为了得到不同的颜色而使用下列颜料:
· 碳黑(Printex®45粉末,赢创德固赛)
· 黄色(Irgalite®Yellow LBIW,汽巴精化)
· 酞青蓝(HostapermAzul B2G 01-BR,科莱恩)
 单偶氮钙盐红(Rubide 4B,红妍颜料化工) 颜料和清漆的比维持在21/79(w/w)的固定比例。同时还是用了Strem化学的硬脂酸钴和硬脂酸铈。
 
对未固化油墨及组分的研究
油墨中各个组分有的部分因为受热直接就产生了热降解,而另外一些组分在热分解之前先发生了化学反应。单体在150°C到200°C温度范围产生了质量损失,在这一温度下单体发生了快速的聚合的放热反应,从而导致单体的挥发。曲钛白粉的失重,应该是和其中水份的失去有关。
 
不同的颜料表现出略有不同的失重情况,但都存在三个主要的热场景:
· 150°C到290°C范围,这个和主要是光引发剂和单体等组分的挥发有关。这是因为光固化油墨是由UV光来引发的反应,而不是由热来引发的反应;
· 310°C到450°C范围,这是热固化所形成交联网络的热降解而导致的;
· 500°C到580°C范围,这主要是炭质残留物被转化为了二氧化碳。
通过示差扫描量热法(DSC)得到的结果中,不同的颜料在150-290°C温度范围表现有所不同,这主要是因为颜料的不同化学组成所导致的。而后期的热现象也随着颜料的不同有很大的不同,因此为了对其他组分研究进行更好的研究,对采用钛白粉颜料的白色油墨研究会更加准确一些。
为了研究油墨在添加促降解添加剂影响,作者采用了硬脂酸钴和硬脂酸铈两种添加剂,并采用了同步DSC/TG热分析(SDT)进行研究。
  对于固化前及固化后,添加和不添加促降解添加剂条件下的SDT如图4所示。从图中可以看出,硬脂酸钴和硬脂酸铈的存在并没有影响到印刷油墨的热固化性能,这可能和硬脂酸金属盐的热分解有关(如图5所示)。含有促降解添加剂的已固化油墨,和热固化及未添加促降解添加剂的油墨相比,其热稳定性有30°C左右的降低
 

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