Подготовка и исследование углеродных чернил для нейтральных чернил

Исследователи во всем мире стремятся увеличить дисперсию сажи углерода в воде. Были изучены различные методы, включая использование дисперсантов, пересадку поверхностей и модификацию окисления поверхностей, с целью повышения качества углеродного углерода#39;s рассеяние. Тем не менее, поверхностная гравитация и изменение поверхностного окисления, в то же время эффективен в достижении стабильности путем изменения пигменть's поверхность, являются сложными и дорогостоящими, что делает их непригодными для производства нейтральных цветовых чернил пасты. В отличие от этого метод дисперсии на основе дисперсии дает такие преимущества, как затратоэффективность, простота процесса и легкий контроль за урожайностью, что делает его широко принятым подходом.

Важнейшие аспекты

Основное внимание в нашем исследовании было уделено созданию углеродных чернил для нейтральных чернил с распределением частиц по размеру (D50) 100-120 нм, содержанием пигмента 30% и вязкостью 350 мпа · с. В ходе исследования был рассмотрен ряд важнейших аспектов:

1. Отбор сажи углерода

Мы изучили три типа углерода black-FW200, Printex U, и ma -100 - каждый с особыми физико-химическими свойствами. Оценив их смачивание и влияние на вязкость чернил и распределение частиц по размеру, мы установили, что MA-100 является подходящим пигментом для нейтрального производства чернил.

2. Влияние дисперсионной структуры

Мы исследовали три репрезентативных дисперсантов: маломолекулярный анионический NNO, полимерный неионный PVP и полимерный анионический SMA-NH4. С помощью измерений грационного потенциала, скорости седиментации и реологических свойств сажи ма -100 в различных условиях мы изучали, как структура рассеивания влияет на стабильность рассеивания. Наши выводы показывают, что SMA-NH4, при pH 8 с 4% дозировкой, дал чернила с отличной производительностью.

3. Оптимизация метода шлифования

Рассматривая различные методы шлифования (фрезерование шаров, гомогенизация под высоким давлением и фрезерование стержневых штырьков) и технологические параметры, мы попытались определить оптимальный подход к подготовке углеродистых чернил для нейтральных чернил. Наиболее эффективным процессом является сочетание высокоскоростной дисперсии, гомогенизации под высоким давлением и фрезерования стержневых штифтов. Мы использовали циркониевые бусины диаметром 0,5 мм на стержневой мельнице, работавшей со скоростью 1500 об. / мин, с коэффициентом наполнения 70% и временем фрезерования 1 час, в результате чего чернила с желаемым распределением частиц по размеру (D50) 100- 120нм.

Затем мы наполнили готовые чернила ручками и в течение двух месяцев хранили их в различных условиях, включая комнатную температуру, высокую и умеренную температуру. Регулярно проводились тесты для оценки эффективности записи. Результаты показали, что чернила, приготовленные с помощью SMA-NH4 как дисперсант, сохраняют отличные физико-химические и реологические свойства. Даже после двух месяцев хранения его записи остаются удовлетворительными.

Процесс подготовки чернил

Пигмент премикс

В деионизированную воду добавляется определенное количество дисперсирующего вещества, за которым следует тщательное смешивание с целью растворения дисперсирующего вещества на конкретной скорости с использованием электрического смесителя. Затем добавляются дефомеры и консерванты и вводится пигмент. После полного смешивания получается премикс-раствор.

Подготовка чернил

Деионизированная вода используется для растворения определенного количества диспергирующего вещества (SMA-NH4), за которым следует перемешивание. Сажа углерода постепенно добавляется, при этом добавляемый дисперсант составляет 20% от массы сажи углерода, а сажа - 30% от общей массы навозной жижи. С помощью трех методов фрезерования (фрезерование шаров, гомогенизация при высоком давлении и фрезерование стержневых штырьков) используется различное время дисперсии для подготовки углеродистой черной чернил на водной основе.

Ключевые методы анализа и тестирования

Анализ размера и распределения частиц: размеры и распределение частиц измерялись с помощью анализатора размера наночастиц наночастиц, который использует фотонно-корреляционную спектроскопию. В качестве источника света в системе используется гелий-неоновый лазер длиной волны 632,8 нм, мощностью лазера 10 мв и углом обнаружения 90° с. Испытательная температура поддерживается на уровне 25°C, а объем пробы корректируется для обеспечения скорости рассеивания, превышающей 0,5 ° с, в целях повышения точности.

Влияние методов измельчения на распределение частиц чернил по размеру

Сравнение различных методов шлифования, включая фрезерование шаров, гомогенизацию под высоким давлением и фрезерование стержневых штифтов, показало, что фрезерование стержневых штифлов обеспечивает наименьшие размеры частиц и максимальную эффективность шлифования.

Влияние параметров шлифования на распределение частиц чернил по размеру

Для определения воздействия таких факторов, какРазмер бусаИ скорость шлифования на размер частиц чернил, были проведены эксперименты. Оптимальными параметрами были определены циркониевые бусины диаметром 0,5 мм, скорость шлифования 1500 об/мин и скорость наполнения 70%.

Керамические шлифовальные шарыКатализаторы точности при подготовке углеродистых чернил

Выбор комбинированного процесса фрезерования

С учетом ограничений, присущих отдельным методам фрезерования, был выбран комбинированный процесс. Этот подход предполагает первоначальное создание мягкой стационарной пасты с частью жидкости и пигмента, за которой следует высокоскоростная дисперсионная обработка, грубая шлифовка на горизонтальной песчаной мельнице и мелкая шлифовка на стержневой мельнице. Эта комбинация обеспечивает максимальную эффективность при достижении размера тонкодисперсных частиц и единообразной формы частиц чернил.

Стремление к достижению совершенства в подготовке чернил углерода открывает ключевой игрок в этом процессе-керамические шлифовальные шары. В то время как исследователи во всем мире стремятся к увеличению дисперсии сажи углерода в воде, наше исследование показывает незаменимую роль, которую играют эти керамические сферы в оптимизации характеристик чернил.

Проблемы дисперсии и роль керамических шлифовальных шаров

Исследователи сталкиваются с многочисленными проблемами в эффективном рассеивании сажи углерода. Хотя такие методы, как поверхностная гравитация и окислительная модификация, обеспечивают стабильность, они являются сложными и дорогостоящими. В отличие от этого метод дисперсии, основанный на дисперсии, в сочетании со стратегическим использованием керамических шлифовальных шаров, начинает менять правила игры. Эти шары облегчают точность процесса шлифования, обеспечивая достижение желаемого размера частиц и их распределения, что имеет решающее значение для улучшения характеристик чернил.

Эффективность отбора и измельчения сажи углерода

Наше исследование было посвящено важнейшим аспектам, начиная с отбора сажи углерода. Оценка трех различных типов — FW200, Printex U и MA-100 — показала, что MA-100 выделяется своими характеристиками смачивания, минимальным воздействием на вязкость чернил и способностью достичь целевого распределения частиц по размеру. Последующий процесс шлифования, подкрепляемый керамическими шлифовальными шариками, доказал свою эффективность.

Влияние диспергентной структуры и керамического шлифования

Основное внимание было уделено воздействию дисперсионной структуры, при этом SMA-NH4 был определен в качестве оптимального диспергента. Его взаимодействие с сажей углерода было усилено за счет эффективного действия керамических шлифовальных шаров в процессе дисперсии. Благодаря точному шлифованию чернила сохранили свои физико-химические и реологические свойства даже после длительного хранения.

Оптимизация методов шлифования с помощью керамических шлифовальных шаров

В основе процесса оптимизации лежит совершенствование методов шлифования, и решающую роль в этом сыграли керамические шлифовальные шары. Сочетание высокоскоростной дисперсии, гомогенизации под высоким давлением и фрезерования стержневых штифтов, чему способствовали эти керамические сферы, дало чернила с желаемым распределением частиц по размеру (D50) в 100- 120нм. Скрупулезное использование циркониевых бусин диаметром 0,5 мм еще больше повысило эффективность процесса шлифования.

Обеспечение долговечности качества

После подготовки чернил чернила были подвергнуты различным условиям хранения, что свидетельствует о Том, что использование керамических шлифовальных шариков в значительной степени способствует чернила#39; продолжительность жизни. Чернила, подготовленные с использованием SMA-NH4 в качестве дисперсирующего вещества, в сочетании с керамическими шлифовальными шариками, демонстрировали стабильную производительность записи даже после двух месяцев хранения в различных условиях.

Керамические шлифовальные шары: точность размера и формы частиц

Выбор керамических шлифовальных шаров в нашем исследовании не был произвольным. Использование циркониевых бусин с их оптимальными размерами и характеристиками материала сыграло ключевую роль в достижении размера тонкодисперсных частиц и единообразной формы частиц чернил. Эти керамические шлифовальные шары выступали катализаторами точности, обеспечивая соответствие чернил строгим спецификациям для нейтрального производства чернил.

Ii. Резюме 

Наши исследования успешно произвели углеродистые черные чернила для нейтральных чернил с исключительными характеристиками производительности. Исследование охватывало различные аспекты, включая отбор сажи углерода, влияние дисперсионной структуры и воздействие методов и параметров шлифования. Сочетание высокоскоростной дисперсии, гомогенизации под высоким давлением и фрезирования стержневых штифтов оказалось весьма эффективным подходом к достижению желаемого размера и распределения частиц. Полученные чернила, подготовленные с использованием SMA-NH4 в качестве диспергента, сохранили свое качество даже после двух месяцев хранения в различных условиях.

скачать