对油墨乳化率的影响因素有什么

这些因素中哪个最受关注?

2025-04-06 19:16:36

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回答1：

通过实验分析了润湿液的供液量、浓度及类型对胶印油墨乳化率的影响，指出Tasker等人提出的乳化速度理论存在一定的不足，使用HLB理论完善了此理论，更好地解释了胶印油墨的乳化行为。
关键词：油墨乳化率；乳化速度理论；HLB理论
自20世纪80年代起，许多科研单位及个人都对润湿液与油墨乳化的问题做过研究。Johan c.等人发现润湿液乳化到油墨中后降低了墨膜内聚力，影响了油墨在墨辊和纸张的附着和粘附。M.J.Thompson等人的研究表明油墨中的水含量会影响其切变稳定性、黏度及粘性等流变性能，因此影响了墨膜的分离和传递，从而在很大程度上影响了油墨在印刷时的行为。因此，为使油墨达到良好印刷适性，油墨中水量的控制是关键之一。为此许多研究者对油墨乳化的影响因素做了一些研究。文中主要研究润湿液的供液量、浓度及类型对油墨乳化行为的影响。
1、乳化速度理论
Tasker等人于1983年提出了一个代表乳化反应的式子，如下：

由此乳化速度为：

[E]、[H2O]和[E(H2O)]分别指在t时间乳化剂、润湿液和被乳化的润湿液的量。Kf和Kb分别指正、逆反应速度常数。由此式可知，润湿液量越大油墨乳化率越高。
Tasker等人作了如下假设。当加入的润湿液量很大时，可忽略润湿液浓度的变化，[H2O]与[E]进行合并，显然逆反应速度远小于正反应速度，因此Kb[E(H2O)]也可忽略，则(2)式可变为：

Ka指乳化速度常数。由式(3)可知，油墨乳化将一直进行，直到所有的乳化剂都反应完形成油包水型乳状液为止，反应时与润湿液的量和类型无关。但在实际印刷中，润湿液的供液量、浓度和类型在很大程度上影响了油墨乳化率，Tasker等人提出的上述乳化速度理论存在一定的局限性，并不能很好的解释实际印刷中油墨的所有乳化行为。下面将通过实验来验证乳化速度理论的不足。
2、实验内容与结果分析
本实验模仿度克法采用机械搅拌方式进行油墨乳化实验，在容器中加入一定量的油墨，为使润湿液更好地乳化到油墨中，在搅拌时采用喷雾的方式加入一定量的润湿液，机械搅拌一定时间，静置10min，倒掉未吸收的润湿液，称量，计算乳化率：
油墨乳化率(％)＝吸收水量／(墨量＋吸收水量)
2．1 实验仪器及材料
实验仪器采用上海地理模型厂制造的T312型电动搅拌机，搅拌速度为1000r／min
油墨A：天津邦特牌黑墨；油墨B：深圳深日牌黑墨；酸性润湿液C：上海立德牌润湿液(pH＝5)；弱碱性润湿液D：爱比西氓型润版液(pH＝8)；在A-C、B-C、A-D及B-D四种油墨-润湿液组合体系中进行下述实验。
2．2 实验内容与结果
2．2．1 润湿液供液量对油墨乳化率影响
在20g油墨中，每次加入10ml标准浓度的润湿液，按乳化时间为2，4，6，…，18，20min不同进行搅拌，静置、称重，计算油墨乳化率。再将润湿液供液量改为20ml和30ml重复上述实验，并绘制曲线图，见图1～4。

2．2．2 润湿液浓度对油墨乳化率影响
在20g油墨中，每次加入10mL标准浓度的润湿液，按乳化时间为2，4，6，…，18，20min不同进行搅拌，静置、称重，计算油墨乳化率。再将润湿液浓度改为5倍标准浓度和10标准浓度，重复上述实验，并绘制曲线图，见图5～8。

图1—4表现了在A-C、B-C、A-D及B-D四种油墨-润湿液组合体系中，润湿液量的变化(10，20及30mL)对油墨乳化行为的影响。由图看出，当润湿液c的供液量增加时，乳化到A油墨中的润湿液的量也随之增加，A油墨的最终吸水量也在增加；而在B-C体系中，在最初阶段B油墨乳化较多的润湿液，但是B油墨的最终吸水量却下降了。在图3和图4中，随着润湿液D的供液量增加，A油墨乳化率变化并不大，而B油墨乳化率曲线却呈下降趋势。图5～图8表现了A-C、B-C、A-D及B-D四种油墨-润湿液组合体系中，润湿液浓度的变化对油墨乳化行为的影响。实验表明，润湿液浓度增加时油墨乳化率也在增加，并且在润湿液浓度为5倍标准浓度时，油墨乳化率最大。根据式(2)可知，被乳化的润湿液量应该随润湿液供液量的增加而增加，然而这种情况只表现在A-C体系中，B-C、A-D及B-D中却并没有随之增加，相反乳化到油墨中的润湿液反而减少或变化不大；由式(3)可知，油墨乳化率与润湿液类型无关，然而实验表明，油墨(A和B)与不同的润湿液(C和D)混合后的乳化行为并不相同，表明润湿液类型不同时油墨表现出不同的乳化行为；同时实验还表明润湿液浓度也影响了油墨的乳化。因此，由实验可知，润湿液的供液量、浓度和类型都影响着油墨的乳化行为，也即油墨最终的吸水量与这些因素有关。所以，乳化速度理论并不能完全适用于油墨的乳化现象。
3、HLB理论在油墨乳化中的应用
乳状液体系由三相构成：油相、水相及乳化剂。乳状液根据乳化剂的物理化学性质而形成水包油或油包水型乳状液，表现出不同的稳定性。HLB值也称亲憎平衡值，是衡量表面活性剂亲水基团和亲油基团关系的指标。每种表面活性剂都在0～20之间有一个HLB值，这取决于乳化剂中亲水基团和亲油基团的分子量。
HLB值具有加和性，对于多种乳化剂构成的乳状液体系，所应有的HLB值是每种乳化剂的HLB值与其所占质量比值的乘积的总和，即：

WA和WB分别指乳化剂A和B的质量。
乳状液体系根据乳化剂的化学结构表现出不同的稳定性。只有当乳化剂的HLB值与油相介质所需的HLB值相同时，生成的乳状液稳定性才最好。
由润湿液和油墨构成的乳状液体系中的乳化剂分别来自于润湿液和油墨，因此当所使用的润湿液和油墨类型、用量及浓度等性质不同时，根据HLB理论其所形成的乳状液的稳定性也应该有所不同。在本实验中虽然油墨和润湿液中的表面活性物质的成分和数量是未知的，但并不影响定性地对实验结果的分析。根据HLB理论可知，当润湿液供液量、浓度及类型不同时，则润湿液中所含的表面活性物质也发生了变化，于是油墨润湿液体系的HLB值也发生了变化，乳状液稳定性和被乳化的润湿液量相应发生变化，因此在图2、3中会出现不同于图1的变化趋势。总之，根据HLB理论可知，油墨和润湿液类型、浓度不同时，油墨乳化率曲线都将发生变化。
4、结语
由实验可看出润湿液的供液量、类型和浓度对油墨乳化行为有很大影响，而Tasker等人提出的乳化速度理论却没有考虑这些因素，因此乳化速度理论还存在不足之处。文中将HLB理论运用到油墨的乳化现象中，很好地解释了油墨的乳化行为。在实际印刷中，应该控制好润湿液的供液量和浓度，使得油墨润湿液体系在确保获得最佳印刷质量前提下体系的HLB值达到稳定状态，于是油墨的乳化也就达到稳定状态，因而才能获得稳定优质的印刷质量.

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