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第 4 期 闫继芳,等: 水性油墨用室温自交联纯丙乳液的合成及应用 ·767·
油墨样张上画十字格,然后将 3M 胶带紧紧贴在十 2.2 乳液粒径及粒子形貌分析
字格区域,胶带覆盖的网格数记为 A 0 ,然后以 180° 图 2 是不同 DAAM 用量的聚丙烯酸酯乳液的核
的方向用大小恒定的力将胶带撕下,胶带上脱落的 层乳液和核壳乳液的平均粒径。图 3 是聚丙烯酸酯
油墨覆盖的网格数记为 A,则附着力计算公式如下: 乳液的透射电镜图片(以样品 S3 为例)。
A A
附着力 /% 0 100
A 0
1.3.13 油墨色密度测试
光源 D50,视角 2°,T 状态下用分光光度仪测
试油墨样张的色密度。
2 结果与讨论
2.1 聚丙烯酸酯膜的衰减全反射红外光谱
图 1 是聚丙烯酸酯乳液膜的衰减全反射红外光
谱图。其中,曲线 a 为未引入 DAAM 功能单体的样
图 2 不同 DAAM 用量的聚丙烯酸酯乳液的粒径分析
品 S1,曲线 b 为引入 DAAM 单体但未加入交联单 Fig. 2 Particle size of polyacrylate emulsions with various
体 ADH 的样品 S3,曲线 c 为发生酮肼交联反应的 DAAM contents
样品 S3。由于 5 个样品只是 DAAM 含量不同,聚
合物中基团吸收峰位置相同,且样品 S3 效果较好,
故选 S3 为例说明样品的红外吸收光谱。
图 3 聚丙烯酸酯乳液的 TEM 图
Fig. 3 TEM image of polyacrylate emulsion
从图 2 可知,核层乳液的粒径约为 71.5 nm,加
入壳层单体后,乳胶粒的平均粒径增大到 103~
136 nm,且核壳乳液的粒径随聚合物中 DAAM 用量
图 1 聚丙烯酸酯乳液膜衰减全反射红外光谱:(a)不含 的增加逐渐增大。这是因为核层乳液的聚合条件一
DAAM;(b)含 DAAM;(c)酮肼交联 样,其粒径大小基本一致,随着壳层单体的加入,
Fig. 1 ATR-FTIR spectra of polyacrylate emulsion films
without (a) DAAM, with (b) DAAM and with (c) 壳层单体进入乳胶粒内,在核层乳胶粒的表面继续
keto-hydrazide crosslinking reaction 反应,核层乳胶粒随之增大,最终生成粒径更为均
匀的乳胶粒。核壳乳液粒径随 DAAM 用量的增加而
–1
从图 1c 可知,1730 cm 处的强吸收峰是由羰
增大是因为 DAAM 有较强的吸水性,侧链可伸向水
–1
基(C==O)伸缩振动引起,1235、1160 cm 处是由 中,主要分布于乳胶颗粒的表面,形成较厚的水化
–1
C—O—C 伸缩振动引起,2957、2928 cm 处分别是 层,DAAM 用量越高,乳液粒径越大 [14] 。由图 3 可
—CH 3 、—CH 2 的 C—H 伸缩振动引起,1380、 知,粒子内部呈白色,粒子边缘部分呈暗色,粒子
–1
1459 cm 处分别是—CH 3 、—CH 2 的 C—H 弯曲振 形状近似球形,具有清晰的核壳结构。
动引起。 728 cm –1 处是 由 2-EHA 中侧基 CH 2 2.3 聚丙烯酸酯乳液膜的热性能分析
〔—(CH 2 ) n , n≥4〕的 C—H 摇摆振动引起,1542 cm –1 图 4 是发生酮肼交联反应和未发生酮肼交联反
处是酰胺的 N—H 弯曲振动引起。与曲线 a 相比, 应的聚丙烯酸酯乳液膜的热重分析曲线(以样品 S3
酰胺的 N—H 振动说明 DAAM 与 MMA、2-EHA 和
为例),表 2 是其热分解数据。T 5% 、T inflection 、T end
MAA 发生共聚 [4, 9-10] 。与曲线 b 相比,曲线 c 特征 分别代表失重率为 5%时的温度、质量变化速率最大
–1
吸收峰 1630 cm 处是 C==N(腙)伸缩振动吸收峰, 处所对应温度和外推终止温度。常用 T 5% 表示材料
意味着酮肼交联反应已经发生 [11-13] 。 的热稳定性。