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    涂料理论—谈谈水性涂料与不同基材产生结合力的形成因素
          水性涂料技术被越来越多的行业认可并且应用,但水性涂料因其特殊的亲水结构亦可能导致涂层的提前失效。我们通常把失效原因归结于树脂性能缺陷,而忽略了水性涂料与施工基材之间的结合力。结合力的好坏可以理解为涂料与基材是否建立了良好的连接关系,技术人员通过各种方法以获得成膜涂料与基材之间的连接。但是在涂料未完全润湿基材形成固液界面之前,讨论涂层与基材间的机械锚固,范德华力或化学键等结合力因素都会变得不切实际,“润湿铺展”成为了产生水性涂料与基材产生结合力的前提因素。      普遍认为相对粗糙的基材更有利于结合力的生成,理论上粗糙基材孔隙密布的表面相比平面基材有更大的外表面积,当基材被涂料润湿,空气被排除后,两者产生更大的接触面积,从而获得结合力。对于水性涂料来说,其40-50dyn/cm 的表面张力高于大部分基材,应用中往往会因为无法润湿而减少了水性涂料与基材的接触面积,导致结合力的流失。            水性涂料与基材接触,其气-固界面SG和气-液界面SL 被液-固界面SG取代,涂料和基材开始建立部分的联接关系,当这一个现象快速扩散到一定程度时,涂层进入干燥固化阶段,*后完成机械锚固或者是化学反应。接触角的形成与基材和涂层的表面张力相关,角度大小直接关系到水性涂料对基材的润湿铺展程度,当接触角θ>90时,被认为不产生润湿,而接触角θ<90时,涂料可以快速铺展并且渗透孔隙。理想的液固界面形成后,涂料与基材的接触面积增加对于生成结合力必然具有促进作用。但是由于曲面压差,完全润湿仅可能在大孔径孔隙中达成,而对于孔径细小的孔隙,润湿过程则变得相当缓慢,并且往往在固化前无法完成润湿。当微小孔隙足够密集时,未润湿的基材表面与涂料之间形成一层微米级的空气膜,空气膜的存在阻碍了涂料与基材间的结合。为了解决这一问题,往往需要更大程度地改变基材的表面性质或者从水性涂料方面寻求解决方案,以达到快速润湿铺展。       目前可以通过很多方法来解决水性涂料的润湿问题。从水性树脂乳液聚合就开始加入的表面活性剂,到成品配方的助溶剂,无疑都对水性涂料的表面张力产生了一定程度影响。但是对于毛细导管或者低表面张力基材来说,*为有效的方式是通过在水性涂料配方中加入基材润湿剂,促使水性涂料达到理想的润湿铺展,以便于结合力生成,如基材润湿剂BETTERSOL 5667就是一款性能优异的产品。此方法由于添加使用便捷,显著改善润湿铺展能力而被广泛应用。       聚硅氧烷基材润湿剂是基于含氢聚硅氧烷和烯丙基聚醚合成的小分子改性聚硅氧烷。聚硅氧烷拥有低于大部分基材的表面张力和疏水性,在聚硅氧烷中引入聚醚链节可以有效增强聚硅氧烷的水溶性,并且带来高表面活性。水性涂料应用过程中基材润湿剂倾向于在气液界面形成定向吸附的单子膜,从而有效的降低水性涂料的表面张力,提升润湿铺展效率。特别是近年水性涂料工艺倾向于薄涂多层,涂层的施工时间周期较短的情况下,涂料的快速润湿铺展变得尤其重要。       从木材的微细导管渗透实验可以说明,基材润湿剂的加入可以帮助水性涂料对细微孔径基材进行良好的润湿渗透。当基材表面大部分孔隙中的空气被液体所取代后,涂层对外部水汽起到屏蔽作用,并和内部孔隙形成机械锚固或者物理缠绕。在部分涂料体系中树脂可以与基材表面的活性基团产生反应而进一步提升涂层和基材的结合力。在实际的应用中,水性涂料的表面张力并非越低越好,而是需要根据基材的性质去选择一个*佳的添加使用方案。这样可以促使涂料有效地润湿基材达到良好结合的同时,防止基材润湿剂使用不当带来的风险。
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    简述PET成核剂的种类及成核剂对PET结晶性能的影响
              PET的成核剂主要有三大类,分别是无机类成核剂,有机类成核剂和高分子类的成核剂。本文简述这些成核剂对PET结晶性能的影响。      一、无机类成核剂。       无机类成核剂基本上是聚合物常用的无机填料,无机类成核剂在结晶过程中相当于第二相的小粒子存在于PET中的熔体中,在高温区这些粒子处于不熔状态,在降温的过程中,PET分子链就以这些粒子为中心,吸附到粒子上并作有序排列而形成晶核。因此这些小分子无机物作为异相成核剂时,降低了PET形成晶核时所需的活化能,而对随后的结晶生长过程,即PET分子链段被吸附于晶核表面而进人晶格的过程影响不大。      滑石粉在PET中作成核剂时,它的起始结晶是在填料粒子表面形成,并且伴随着层状结构的转移结晶在粒子表面微小的横向扩散。碳酸盐作为成核剂对PET结晶性能的影响时,发现Na2CO3,和NaHCO3是PET有效的结晶成核剂。用Na2CO3或NaHCO3为成核剂,PET可以在90%的模温下,在相对较短的成型周期内生产出具有较好力学性能的结晶制品。比较了滑石粉、CaCO3、有机钠盐类成核剂的成核效果,发现滑石粉比CaCO3更有利于PET结晶速率的提高。当滑石粉的质量含量为5%时,对PET等温结晶速率的贡献接近质量分数为1%有机钠盐的贡献,且滑石粉的加入明显提高了PET的拉伸强度和弯曲强度,而有机钠盐却使这些性能降低。       二、有机类成核剂。       有机类成核剂主要是一元羧酸的Na、Li、Ba、Mg、Ca盐,安息香酸的Na、K、Ca盐,芳香族羟基磺酸盐,有机磷化合物的Mg、Zn盐,其中效果较好的是羧酸钠盐和羧酸钾盐。有机类成核剂的成核机理主要与其化学结构有关,PET与羧酸钠盐在高温下挤出时会发生化学反应,生成PET—COONa物质,在带有离子端基的PET熔体之间会形成离子簇,离子簇将会成为成核剂在熔体中起到了成核作用,分子链规整排列快速结晶。      添加苯甲酸钠衍生物(Nu)成核剂和聚酯聚醚共聚物结晶促进剂(Pro)对PET结晶速度的影响。发现结晶温度为228℃和230℃时,Nu/Pro—PET比Nu—PET的结晶速度略快;但结晶温度升高时,Nu/Pro—PET比Nu—PET的结晶速度稍慢,表明结晶温度较高时,这种促进剂没有进一步提高PET的结晶速度。添加苯甲酸钠成核剂可使PET的结晶诱导期缩短、结晶活化能减小、总体结晶速度加大;且随添加量的增加,变化幅度增大,但会使结晶度降低,不利于共混材料性能的稳定。因此,苯甲酸钠应用于PET时,必须注意用量,同时还需与其它改性剂配合使用。      三、高分子类成核剂。      高分子类的成核剂包括聚酯齐聚物的碱金属盐,全芳香族聚酯粉末,聚四氟乙烯粉末,低分子量等规PP、高熔点PET、离子聚合物、液晶聚合物(LCP)等,其中离子聚合物是常用的一种PET结晶高分子材料。通过共混降低了PET的玻璃化温度,加快了结晶速度,并提高了其抗冲击性能。离聚物指高分子主链上带有少量的可离子化基团,主要组分由非离子型的骨架链和少量含离子的组分所构成。一般认为,其中离子基团的摩尔含量不大于15%。在离聚物的二元共混体系中,离聚体可通过离子一离子、离子一偶极、氢键、酸碱、电荷转移、过渡金属配位络合等进行相互作用,多重离子对或离子簇在聚合物链之间形成的物理交联。由于离聚物的这种特殊组成和形态结构,赋予离聚物许多独特的性能,如优良的韧性、高抗冲性、耐磨性,透明性以及较高的熔体粘度等。广泛应用的一种离子聚合物为杜邦公司开发的Surlyn成核剂,它是乙烯一甲基丙烯酸共聚物钠盐,其中的乙烯/甲基丙烯酸的重量比为90/10,钠中和度为45%左右。Surlyn能在高温下与PET分子链反应而形成带离子端基的产物PET-COONa,其反应产物可以形成离子封端的离子簇(PET—COONa),这砦离子簇在冷却结晶过程中起到了异相成核剂的作用。      与小分子有机成核剂相比,高分子成核剂Surlyn在带有离子端基的大分子生成的同时,还有PET-R(R为有机成核剂的柔性基团)生成,由于R分子链比PET分子链柔性更好,在体系中又起到了促进剂的作用,它的引入促进PET的分子运动,降低了分子链扩散进人品格的自由能,也降低PET的瓦,提高PET的结晶速率,这是小分子成核剂所不具备的。      还有一类倍受关注的成核剂为液晶聚合物(LCP)。许多研究结果表明,在PET和液晶高聚物的共混体系中,LCP通常对Tcc(冷结晶温度)有明显的降低作用,表明了LCP起到了结晶成核剂的作用。聚四氟乙烯(PTFE)也是PET的一种较好的成核剂,在制造泡沫塑料时应用较多。加T片状PET塑料时用它作成核剂结晶度约达40%左右,体系中聚四氟乙烯同时能起热稳定剂的作用,这是PTFE的另一特色。此外高分子类的成核剂还有Aclyn乙烯丙烯酸共聚物等。
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    谈谈装修中使用的胶粘剂应具有的基本技术性能有哪些?
          装修过程中大量使用的材料,如壁纸、各种地板、陶瓷类、石材类装饰材料等,都是采用粘贴方法铺设的,所以胶粘剂的选用恰当与否直接影响着铺设的牢固程度,也影响着饰面的装饰效果。我们在选用胶粘剂时,首先应了解其具有的基本技术性能,这些技术性能是保证施工粘结效果的重要保证。       一、施工工艺。是指胶粘剂有关粘接操作方面的性能,如胶粘剂的调制、涂胶、晾置、固化条件等,也是对粘接操作难易的评价。多组分胶粘剂要在现场调配现用;化学反应型胶粘剂有固化反应的温度条件等要求;溶剂型胶粘剂在涂胶后需要晾置一段时间,直至溶剂挥发才能粘结等。这些问题在选择使用胶粘剂时必须明确,才能保证施工后粘结效果。       二、粘接强度和稳定性 。是保证粘结牢固程度的性能指标。粘结强度不够,就会使被粘物脱落。若是墙面装饰,被粘物会掉下来,不仅影响装饰质量,有时会造成伤人事故;稳定性是指粘接试件在指定介质中于一定温度下浸渍一段时间后其强度变化程度。如耐水性、耐油性等。常用实测强度表示或用强度保持率表示。对于要粘结地面、外墙面或浴室、厕所等处的饰面材料的胶粘剂,要有很好的稳定性。       四、耐老化性、耐候性。 粘接层随着使用时间的增长,其性能会逐渐老化,直至失去粘接强度,这种性能称耐久性或耐老化性。现在使用胶粘剂多是以合成树脂或合成橡胶为主的有机高分子材料,在使用过程中易老化变质,使粘接层失去效力而脱落。       针对暴露于室外的粘接件,其能够耐受气候影响的性能称为耐候性,如耐雨水、阳光、风雪及水湿等的性能。耐候性也反映了粘接件在自然条件的长期作用下,粘接层性能耐老化的性能。这些自然因素会导致粘接层性能变质,影响粘接强度。胶粘剂配方中添加合适的紫外线吸收剂、光稳定剂等添加剂可以有效提升其耐候性。       五、耐温性。是指胶粘剂在规定温度范围内的性能的变化情况。包括在高温环境条件下耐热性、在低温环境条件下的耐寒性,及耐高低温变的性能。这些温度的变化会使胶粘剂的成分也发生改变,从而使粘接强度降低,直至使胶粘层脱落。       六、耐化学性。大多数合成树脂胶粘剂及某些天然树脂胶粘剂,在化学物质的作用下会发生溶解、膨胀、老化或腐蚀等不同变化,从而引起粘接强度的下降。       七、其它性能 。如有无刺激性气味、有无毒性、胶粘剂的颜色如何、贮存稳定性如何、贮存期等。对于室内使用的胶粘剂应没有刺激性气味、没有毒性。若必须选用有气味的胶粘剂,那么应在粘接层完全干燥后再使用;根据被粘物体的颜色选择相近颜色的或白色的胶粘剂,以免胶粘剂的颜色污染了饰面,影响饰面的装饰效果;胶粘剂的存贮期也应注意,过了贮存期的胶粘剂,其实际的粘接性能,特别是胶粘剂的粘接强度会大大降低,从而影响粘接效果。。
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    经验汇总—谈谈印刷过程常常需要注意的一些油墨问题
           油墨通过印刷工艺将图案文字等印制在纸张上,是印刷行业中必不可少的材料,它的性能直接影响着产品的印刷质量和生产效率。印刷是将文字、图画、照片、防伪等原稿经制版、施墨、加压等工序,使油墨转移到纸张、纺织品、塑料品、皮革、PVC、PC等材料表面上,批量复制原稿内容的技术。正确了解和认识印刷中需要注意的油墨问题,才能在实际生产操作过程中,根据印刷条件的特点,适当对油墨的某些性能进行相应的调整和改善,对提高生产效率和产品质量都将起到较好的作用。本文谈谈印刷过程常常需要注意的一些油墨问题。       一、油墨的特性怎样决定润版液的用量?       油墨流动性大小,是可以影响到印刷时润版液的使用量的。在印刷过程中,使用润版液的其中一个原因是为了使清水更容易在非印纹部分形成水膜,使油墨不易向这些部分展开。如果油墨的流动性小,它在印版上便会铺展得较慢,油墨在非印纹部分停留的时间便会较短。这样的情况下,我们便可使用较少分量的润版液;相反,如果油墨的流动性大,我们便要适当地增加润版液的用量,以防油墨在非印纹部分粘着。           二、油墨乳化会产生什么变化?如果油墨乳化了,它将产生以下的几个变化。       1、由于乳化后水分子都跑到油墨中,把它原有分子之间的空间占据了,因此令油墨的体积增大;2、同样由于水分子占据了油墨的的空间,因此使油墨表面的颜料粒子占据的面积比例减少,颜料粒子的占比面积少了,油墨可反射的光线便少了,从而破坏了油墨的色相、亮度和饱和度;3、油墨一经乳化,它的色相、亮度和饱和度会因水分子的渗入而遭受破坏,用这些油墨来印刷一定会出现色调偏移的问题。由于油墨的饱和度降低了,印刷时便不得不增加墨量,便会带来另一个实地密度值增加的问题。4、水渗入了油墨,它的粘度也会随之下降。          三、油墨的黏度在印刷中有何作用?       粘度又可称之为内摩擦力或内聚力,从物理学上说,它的力量方向跟液体的流动方向正好相反,是流动的一种阻力。用油墨转移的情况来解释,粘度的产生是基于在转移的过程中,油墨的墨层被拉开,而为着抗衡这个拉力,因而出现另一股向内的力量,这便是粘度。平版印刷往往要求油墨具有一定粘度,以令油墨在平面上铺展时,有一定的附着力,使网点清晰;另一方面,它可使墨辊的表面线速相等,帮助油墨均匀传递及保持墨层的一定厚度。       油墨粘度过大,传墨容易不均匀,纸毛和纸粉又易于剥落,而纸张却难以从橡胶滚筒处剥离,印刷质量大受影响;粘度大,油墨在印版上会铺展得慢,印版上的墨层,经几次转动后,剩下的墨层不足以保护版面,结果会经不起印刷的压力和润版液的作用,使印版容易花版;但粘度过小,又易使油墨太易乳化、起脏,使印刷质量不佳。       四、油墨的流动性有何作用?       油墨的流动性和粘度的关系是成反比的,流动性越大,粘度越低;流动性越小,则粘度越高。油墨的流动性好,可在一定程度保证印刷的质素,因为在相同的压力下,油墨可以在墨辊的表面,轻易铺展厚度均匀的墨膜,并且保持良好的转移,使得印刷时不会出现深浅不均的印纹。           五、油墨的干燥方式。不同油墨按其特性以及印刷方式的不同,都会有不同的油墨干燥方式。通常来说有以下的几种方式。        1、油墨氧化,这种聚合结膜干燥形式,是平版印刷的主要干燥形式; 2、渗透式干燥,当油墨印上纸张后,它的连结料会因纸张纤维的毛细管作用,而渗透到纸张的内部干燥; 3、挥发性干燥,油墨印上纸张后,只有部分会渗入纸张,但大部分挥发掉。        当油墨的连结料本身的干燥能力,不足以配合印刷套色的时间要求时,一般会在油墨中加入催干剂,加快干燥的速度。催干剂能够与油墨中的抗氧化物质结合,使其消除、减少抗氧化物质的反作用。此外催干剂能直接吸收空气中的氧,令油墨更容易取得干燥时所需的氧,加速氧化干燥。