炭黑中性墨水的流动曲线及动态黏弹特性

测试了炭黑中性墨水的流变性能,探讨了炭黑中性墨水的流变性能与书写和存储稳定性等应用性能的关系.结果表明,炭黑中性墨水具有显著的剪切变稀特性,用Hersegel-Bulkley方程拟合得到的流动指数为0.3～0.6.同时发现日本进口针管型笔头炭黑中性墨水为黏性流体,子弹型笔头炭黑中性墨水为黏弹性流体.跟踪测试存储150 d的炭黑中性墨水的弹性模量(G’)-时间的关系,得到的墨水存储稳定性结论与通过线性黏弹区结构分析得到的稳定性结论一致,表明结构稳定性是中性墨水存储稳定性的关键,可以通过线性黏弹区的特性快速判断中性墨水的存储稳定性.     

均质改性黄原胶对中性墨水分散系统影响

【目的】黄原胶优异的增稠及悬浮性能契合高端中性墨水的研发需求，但其刚性结构会导致墨水中炭黑颗粒的絮凝，不利于分散。研究了均质改性法对黄原胶体系中性墨水中炭黑颗粒分散稳定系统的影响。【方法】结合中性墨水理化性能对均质工艺进行了优化设计，并对作用机理进行了探讨。【结果】黄原胶添加量为0.15%(质量分数)的中性墨水，在50 MPa的压力下均质7次，墨水粒径可达82 nm,触变值达5.04,流变性能达到最佳，热储存性大幅提高，滑度值为0.178 N,书写性能佳，符合高质量的墨水的要求。SEM显示，均质后墨水具有更高的离心稳定性。FTIR对比均质前后的样品，发现均质后的样品在952 cm^-1处发生41 cm^-1的红移现象，说明改性增强了黄原胶分子间与分子内氢键作用力，结合试验结果与表征分析，推测氢键作用力是由黄原胶分子内丙酮酸、乙酰等活性基团与炭黑颗粒表面丰富的官能团吸附而成，也是提高颜料分散稳定性的关键。【结论】研究结果为高质量墨水的开发提供理论和实验依据，为均质机在墨水中的应用提供新思路。     

表面活性剂对中性墨水稳定性的影响

研究了壬基酚聚氧乙烯醚(OP)、氟碳表面活性剂(FSO)与苯乙烯-马来酸酐树脂铵盐溶液(SMA)3种不同表面活性剂对中性墨水黏度、表面张力、粒度和书写性能的影响.考察了OP与FSO的复配效应.结果表明:添加OP与FSO复配的表面活性剂不但可以将中性墨水的表面张力调节到适当范围,而且改善了中性墨水黏度的稳定性.此外墨水中颜料炭黑颗粒粒度分布也较为均匀,墨水灌制成笔后划线书写线条饱满.     

粘度对中性墨水书写性能的影响

主要讨论了粘度对中性墨水书写性能的影响.采用基体、色浆和水按照不同比例(wt%)混合的方法配制成中性墨水,通过调节基体的比例得到具有不同粘度的中性墨水,利用粘度计、书写检测划圆仪分别对墨水的粘度、书写性能进行了表征,结果发现,基体比例为60%(wt%)的中性墨水书写性能较好.     

可擦蓝中性墨水的研制及其润滑性表征

提出了笔头球珠磨损量的概念,以其作为中性墨水润滑性的客观表征方法,并以此指导可擦蓝中性墨水的研制。通过油酸与脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的复配,研制了书写性能优异的可擦蓝中性墨水。将自制墨水与市售墨水进行比较,结果表明自制墨水书写性能明显优于市售墨水。     

中性墨水流变性与书写性能相关性研究

选取具有不同书写性能的中性墨水样品,用Kinexus Pro高级旋转流变仪分别测试其流变学参数——屈服应力τ、屈服应力对应的最大黏度值η及触变恢复时间t,并对墨水书写性能与流变学参数进行了统计关联,从流变学角度解释了中性墨水存在书写问题的原因。实验结果表明,中性墨水的流变性与书写性能有密切联系,具有良好书写性能的墨水,流变参数应满足:τ≤1.034Pa,η≥29.62Pa.s,t≥27.4s。     

中性笔出墨量与笔头结构匹配

为解决优质进口墨水与笔头匹配问题并保证中性笔的书写性能,基于有限元分析法,考虑中性墨水流变特性、笔头结构参数及加工误差等对出墨量的影响,建立中性墨水与笔头匹配的出墨量仿真模型并进行修正。结果表明,该出墨量模型的仿真结果与实际测试结果相近。该模型为中性墨水与笔头结构匹配出墨量的有效仿真提供了一种新方法,有助于提高出墨量仿真结果的准确性。     

中性墨水稳定性及其快速评价方法的研究

分析了颜料分散与中性墨水稳定性的关系，论述了中性墨水的稳定机理，并研究出一套可在短时间内准确有效地评价中性墨水稳定性的实验方法。     

膨胀石墨/酚醛树脂复合材料双极板研究

以膨胀石墨为导电骨料、炭黑为添加剂、酚醛树脂为黏结剂,采用模压成形工艺制备质子交换膜燃料电池用膨胀石墨/酚醛树脂复合材料双极板.考察树脂含量、成形压力、添加剂用量及添加剂加入方式对复合材料双极板性能的影响.研究结果表明:上述因素对复合材料双极板的性能影响较大,黏结剂的加入量(质量分数)为20％-30％、压力在10～12 MPa较为合适;炭黑对复合材料双极板的性能影响比较复杂,在实验用炭黑范围内,随着炭黑用量的增加,电导率增大较快,抗折强度先增大后减小;在复合材料的混料过程中,将炭黑添加在树脂中,制备的复合材料双极板性能比炭黑添加在膨胀石墨性能好.     

双尺度炭黑粒子复配对天然橡胶复合材料性能的影响

采用炭黑N660、N110复配制备炭黑/天然橡胶复合材料。通过扫描电镜(SEM)和橡胶加工分析仪(RPA)等表征方法对不同互配比的炭黑/天然橡胶复合材料的微观结构及性能进行表征。研究了不同互配比的炭黑对天然橡胶复合材料的动态力学性能及耐切割性能的影响。研究结果表明,恰当的双尺度炭黑复配可降低炭黑粒子之间的相互作用,从而明显改善炭黑在橡胶复合材料中的实际分布粒径,提高炭黑的分散性。橡胶复合材料的动态损耗可能是橡胶分子链之间的摩擦损耗、橡胶和炭黑的界面摩擦损耗、炭黑粒子之间的摩擦损耗共同作用的结果。当炭黑N110和N660互配比为40:10时,试样良好的实际粒子分散性和较高的结合胶含量使其具有最小的动态损耗因子,同时表现出最好的耐切割性能。     

混炼橡胶均匀性的影响因素及研究方法

橡胶制品中通常采用炭黑和各种颗粒填料来提高胶料的物理性能,炭黑及其它颗粒助剂的分散与分布的均匀性是影响橡胶制品性能的一个重要因素。在轮胎行业表现的更加重要。混炼橡胶的均匀性将会影响到轮胎的耐磨性,抗疲劳等很多性能。采用本公司生产中的胎面胶配方,研究了天然橡胶素炼,密炼时间,投料循序,均匀剂,炭黑粒径对炭黑均匀性的影响。     

等离子体热解焦油制备导电炭黑

用电弧产生的Ar、N2或空气等离子体热解乙烯焦油制备炭黑，检测了所产生的炭黑的物化性能．X射线衍射和高分辨率透射电镜分析了样品的微观结构．与乙炔炭黑进行比较，这种方法产生的炭黑在微观结构、导电性能、盐酸吸液量、吸油值等方面具有类似乙炔炭黑的性质．还初步分析了炭黑物化性能、结构之间的关系以及工艺条件对它们的影响．等离子体制备导电炭黑的电能消耗为每升原料油1～2kWh，在高功率下炭黑样品为纳米石墨粉．     

利用AFM研究炭黑的微观分散

炭黑在橡胶中的分散程度对其补强性能的发挥至关重要,工业生产中用光学显微镜获得的胶料图像仅能判别炭黑粉团的聚集程度,表征混炼工艺是否合格。探究不同炭黑在橡胶中的微观分散程度,有助于从纳米尺度搞清楚炭黑分散程度对炭黑补强性能的贡献。使用原子力显微镜(AFM)获取硫化胶片截面的微观相图,表征出炭黑在橡胶中的分散程度,从分散程度角度解释了不同粒径和结构炭黑的补强性和耐磨性的差异。选取最具代表性的五种炭黑为原料,定量表征炭黑聚集体在天然橡胶中的分散程度,统计评价分析炭黑在橡胶中的聚集体尺寸分布和间距分布。结果发现:(1)炭黑原生粒径越小其炭黑微观分散程度越好;(2)N115粒径最小,在胶料中分布最均匀导致其补强性能最佳,但是粒径太小混炼困难;(3)N300系列炭黑在橡胶中,结构程度对炭黑微观分散程度的影响较小,但随着结构的增高,其补强性能更好。     

非接触式喷码打印机墨水制备与工艺的研究

研究了喷码墨水成分中的溶剂、树脂、导电盐、添加剂、染料等原料的选择及其配比对墨水的黏度、电导率、挥发性等主要性能指标的影响;根据国内外品牌喷码打印机的性能要求,通过上机调试,对不同机型的喷码墨水配方及制备工艺进行了优化研究,获得优化配方.以甲基乙基酮为溶剂,丙烯酸树脂为成膜剂,采用染料与树脂分别溶解再混合的制备工艺,所得喷码墨水产品性能稳定,喷打字迹均匀清晰,对底物(尤其是聚烯烃类)附着力强.     

抗菌保健织物的开发

利用-β环糊精对有害物质、香精等的包合性能以及壳聚糖的抗菌性能,开发抗菌保健织物.探讨了β-环糊精用量、壳聚糖分子量及交联剂对整理织物吸附香精和甲苯量的影响,研究了整理织物对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌的抑菌性能.结果表明,-β环糊精的浓度为30 g/L时,整理织物对香精和甲苯的吸附量最大.壳聚糖分子量越大吸附量越大,但抑菌效果差.加入交联剂可提高-β环糊精在织物上的耐洗性.     

聚乙烯吡咯烷酮对炭黑分散体流变性的影响

黏度和触变指数是对炭黑分散体流变性能的简单量化表征。通过在炭黑分散体母体中加入不同相对分子质量和不同添加量的PVP,制备了具有不同流变性能的炭黑分散体,检测并分析了各炭黑分散体的黏度-温度曲线、黏度-剪切速率曲线和触变指数,以此来探讨PVP对其流变性能的影响。结果表明:炭黑分散体母体具有剪切稀化行为,加入PVP后可以显著提高体系的表观黏度和触变指数;该体系的表观黏度随温度升高而呈线性降低,对温度具有依赖性。     

香精/β-环糊精微胶囊的制备与性能研究

以β-环糊精作为壁材,以失水山梨醇单油酸酯(Span-80)等表面活性剂为乳化剂,用分子包埋法制备了香精/β-环糊精微胶囊,并用热重分析法研究了香精/β-环糊精微胶囊的稳定性和缓释性能,试验结果表明:香精/β-环糊精微胶囊具有良好的稳定性和缓释性能,而且乳化剂不同对香精微胶囊的稳定性有影响,稳定性和缓释性能最好的香精微胶囊是以失水山梨醇单油酸酯(Span-80)为乳化剂制得的香精微胶囊,从而确定了最佳制备工艺,为解决日用化学品中液体香精不稳定,缓释性能差等问题提供了理论根据。     

导电型形状记忆聚合物的制备及性能测试

以环氧树脂、胺类固化剂DDM为原料,经过化学反应得到形状记忆环氧树脂,将其作为基体,加入导电炭黑,采用共混的方法制备了导电型的形状记忆环氧树脂.通过实验方法,研究了炭黑含量对导电型的形状记忆环氧树脂的形状记忆性能、拉伸性能、黏弹性能、导电性能等的影响.实验结果表明,导电型的SMP具有较好的形状回复性能.通过不同温度下的应力松弛实验,显示随着温度的升高,炭黑含量不同的4种样品的弹性模量均降低;随着炭黑含量的增加,各种样品的玻璃化转变温度呈递减状态,同时SMP复合材料的黏弹性减弱,材料表现为一定的绝缘性;当炭黑含量达到25%时,体积电阻率急剧下降,导电性迅速提高.     

硅橡胶-炭黑导电橡胶的逾渗特性研究

以炭黑为导电相填充硅橡胶制备导电橡胶,并基于Matlab软件建立了相应体系的逾渗模型,对比研究了炭黑含量及粒径对导电橡胶体系粒子逾渗特性和导电性能的影响。结果表明,当炭黑粒径一定时,炭黑含量是影响所制导电橡胶导电性能的重要因素,当炭黑含量达到逾渗阈值,材料电阻急剧减小,炭黑粒径越小,所制材料的逾渗阈值越低。不同炭黑粒径下,导电橡胶体系的分形维数均随着炭黑含量增加而增大,并且炭黑粒径越小,体系分形维数越小,而分形维数较小的体系在逾渗状态前形成导电集团的能力更强。对比实验和数值模拟结果可知,本文构建的逾渗模型能较好地反映硅橡胶-炭黑导电橡胶中导电相的结合特性。     

棉织物用香精纳米胶囊的制备及耐洗性能研究

采用乳液聚合方法,以古龙香精为芯材,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)三元共聚物为壁材,固定单体总量改变单体BA的用量制备了系列香精纳米胶囊乳液.对香精纳米胶囊的形貌、尺寸及分布状态进行了研究,经香精纳米胶囊加香处理后棉织物的耐水洗性能进行了测定.结果表明,所制备的香精胶囊为完整球型,平均尺寸为120 nm;BA的加入降低了胶囊的尺寸,提高了其分布的均匀性;胶囊壁材玻璃化转变温度随BA用量的增加而降低;囊壁的玻璃化转变温度及加香处理工艺对加香棉织物的耐水洗性能有显著影响.最有利于获得良好耐水洗性能的单体配比MMA、St及BA的质量比为1.8∶1.2∶1.0,制得的香精纳米胶囊的实测玻璃化转变温度为36.2℃;最佳的加香整理温度为120℃.