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凹印油墨生產(chǎn)過程中, 碳黑粒子間的親和力很強，在介質中分散后，仍易于返粗，返稠，從而影響膜的色澤、光澤及濕膜的流平性、印刷品出現(xiàn)拉條等現(xiàn)象,碳黑粒子通過范德華力及氫鍵的作用重新聚集,碳黑溶脹和聚合都會使碳黑顆粒絮凝變相,取集成團,碳黑顆粒會發(fā)生較為嚴重的絮凝現(xiàn)象?！　☆伭项w粒相互接近的作用力，包括范德華力、靜電力和空間位阻力。相似顆粒間的范德華力隨顆粒的粒徑增大而增大，隨顆粒間的顆粒分開距離增大而減小。因而碳黑作為顏料，在研磨工藝上碳黑顆粒的大小、形狀等起重要作用。1、          碳黑微觀結構　　碳黑分散良好，才能獲得良好的油墨性能。碳黑的分散是所有顏料中分散最為困難的，原因是碳黑顆粒較細（20微米以下），比表面積大，顆粒間產(chǎn)生極強的聚集力，形成Cluster團。　　碳黑顆粒子間有極強的聚集力，使用常規(guī)工藝研磨分散碳黑時更為明顯，分散后的碳黑顆粒處于一種原始的干硬狀態(tài)。油墨存儲一段時間后，內部被溶劑逐漸溶脹，再被基料樹脂潤濕，被溶脹的碳黑粒子可能因體積的增大造成基料潤濕不夠，使其中一部分碳黑露出來，相鄰的類似的顆粒通過范德華力和氫健重新組合起來。1.1、   碳黑的物理形態(tài)　　碳黑主要有兩種物理形態(tài)（見表一）：絨毛狀和片粒狀。油爐法生產(chǎn)的碳黑呈顆粒呈絨毛狀，空氣含量高，密度較低，為便于運輸，脫除碳黑夾帶的空氣加工成球狀碳黑，也可加工成片粒狀碳黑。烴類物質經(jīng)熱解得到的碳黑一般為片粒狀。表一  碳黑兩種物理形態(tài)性能比較  絨毛狀 片粒狀 密度 低 高 分散 易 難 運輸 難 易 黑度 略高   　　與片粒狀碳黑相比，絨毛狀碳黑的亮度略高一些，原因在于絨毛狀碳黑的微分散狀態(tài)略優(yōu)于片粒狀碳黑?！　〗q毛狀碳黑密化成為片粒狀碳黑，提高聚集體的貼緊程度，潤濕速度加快，增大了范德華吸引力，而這一切在分散過程中都是必須克服的，片粒狀碳黑難分散。1.2、   初級粒子與終極粒子　　碳黑的基本結構應保持為初級粒子的聚集體，而非單個的粒子。初級粒子是不會再分裂、聚集的穩(wěn)定粒子。　　碳黑的粒度是由初級粒子直徑測定的，由于初級粒子往往聚集在一起，形成聚集體，也就是Cluster團。聚集體與碳黑結構有關，由許多初級粒子形成聚集體的碳黑帶有大量的分支，稱為高結構碳黑，相對較少的初級粒子聚集形成聚集體的碳黑稱為低結構碳黑?！　√己诜稚⒊潭扔幸慌R界值，碳黑適度分散成為單個的聚集體結構，分散過程不應破壞碳黑的聚集體結構而使成為類似于初級粒子的聚集體結構，保持一種動態(tài)穩(wěn)定平衡，這種聚集體結構成為一種終極粒子。初級粒子碳黑結構非常密實，初級粒子的大小、形狀決定碳黑的性能，碳黑結構影響碳黑的用量（粘度）光澤和分散性（見表二）。表二  碳黑結構與性能  低結構 高結構 空氣含量 大 小 潤濕性 易 難 用量 多 少 光澤 高 低 分散性 難 易 　　粒度影響碳黑的顏色和分散性，碳黑粒度越小，反射光線弱，顏色越黑，上色強度高，但分散也更難。　　低結構碳黑所需樹脂量較低，顏料用量較高，賦予油墨的光澤也較高。低結構碳黑所夾帶的空氣較少，更易潤濕，財政開支低結構碳黑的聚集體更密實，也難于分散。2、          絮凝機理　　顏料顆粒之間的靜電力取決于粒子周圍形成雙電層的厚度。雙電層厚度降低，導致粒子分散穩(wěn)定性報答然分散體系中，顏料表面有部分水存在時，可強烈促進與顏料表面相連的可離子化物質的電離，導致雙電層厚度降低。為使碳黑獲得較好的分散穩(wěn)定性，有必要使顏料顆粒之間的雙電層厚度保持一定值，除去或減少顏料顆粒間的水分對分散有利?！　】臻g位阻力來自顏料顆粒表面的一層吸附物對鄰近顆粒的空間阻力?？臻g阻力與靜電力在一定條件下形成的體系趨于穩(wěn)定。體系穩(wěn)定，必須形成空間阻力。要形成空間阻力，要求每個顆粒是終極粒子，即不再分散，也不再聚集?！　『玫姆稚⒎€(wěn)定效果，一是要求在分散過程中每一個新形成的粒子表面能迅速地被介質所潤濕，即被分散的介質所隔離，防止重新生成較大粒子，二是要求有足夠能量能阻止粒子相互間碰撞接觸重新聚集。3、          顏料分散及分散穩(wěn)定性的方法　　實際應用中，碳黑細度要求在15微米以下，高要求的在5微米以下。實際上，碳黑分散程度有一臨界值，顏料顆粒大小滿足一定的粒徑即可，碳黑的適度分散是指碳黑分散成為單個的聚集體粒子，且每個聚集體的表面全部由樹脂所覆蓋，分散過程不會破壞碳黑的聚集體結構成為終極粒子?！　☆伭狭Ｗ釉诮橘|中分散包括下列三個步驟：第一、混合階段，也稱潤濕階段，顏料聚集體被介質潤濕，除去夾帶的空氣，并將碳黑分散在樹脂體系中；第二、分散階段，也稱解附聚階段，碳黑聚集體在機械作用力被打開成獨立的原生粒子或較小的聚集體，最終成為粒子；第三、反附聚階段，附聚物破裂成為原生聚集物，需有足夠的能量克服聚集體之間的吸引力，吸附足夠的展色料（可以是樹脂）完全覆蓋其表面，將原生粒子或較小聚集體穩(wěn)定，阻止再聚集?！　☆伭蠞櫇袷乖狭Ｗ颖砻嫖降目諝庵鸩奖环稚⒔橘|所取代。影響因素較多，如粒子形狀，表面化學極性，表面吸附的空氣量及分散介質的極性等。Winkler et al，給出了聚集體的分散概率，從能量和體積兩方面考慮，給出了分散效率提高的方向，對顏料進行表面處理，消弱了粒子的附聚力，無疑可以明顯降低分散的能耗?！　∫档吞己诘木奂?，需對碳黑進行預處理。水因是絮凝劑，應減小碳黑中的水分。一方面醇類物質與碳黑表面吸附的水形成氫健，將水置換出，一方面醇浸潤碳黑與基料樹脂中的溶劑占據(jù)水的位置，起到脫水的作用，然后由基料樹脂潤濕碳黑表面?！　》稚⒀心r，碳黑粒子已被溶劑溶脹，在研磨剪切力作用下，分裂成更小的終極粒子，被基料樹脂完全潤濕包裹，可防止以后的二次溶脹，達到了防絮凝的目的。    來源：煙包油墨信息網(wǎng)