在全球中性筆市場中,我國中性筆的產(chǎn)量與銷售量穩(wěn)居于世界首位。然而,國內對中性墨水的生產(chǎn)主要集中于中低端產(chǎn)品,在高端產(chǎn)品領域多年來仍難以有大的突破,導致市場對國外優(yōu)質墨水的依賴性過于嚴重,高品質中性墨水制備技術欠缺,從而使我國中性筆在全球市場的銷售產(chǎn)量逐年下降。因此,加強自主研發(fā)、技術創(chuàng)新對我國向制筆強國轉變具有重要的意義。本文首先對中性墨水的體系構成、研發(fā)現(xiàn)狀、制備工藝以及技術背景等進行論述,從整體上分析并提出了中性墨水的研發(fā)重點:為保證中性筆良好的間歇書寫,中性墨水必須具備優(yōu)異的保濕性能;書寫出墨流暢性和書寫潤滑性是人們對手感舒適度的具體要求;長期存儲的穩(wěn)定性是一切墨水技術可行性的基礎。中性墨水制備過程中所添加組分的種類較多且作用針對性強。其中,水溶性醇作為最主要的保濕溶劑,直接影響著中性墨水的保濕性能,也決定著中性筆間歇書寫性能的好壞。考察了單一醇類溶劑分別在去離子水和中性墨水中保濕能力的強弱,并在此基礎上研究了復配溶劑對中性墨水保濕性能的影響。結果表明:當固定溶劑的添加量為30 wt.%時,聚乙二醇300與丙二醇比例為5:1、甘油與乙二醇或丙二醇比例為2:1所制備的中性墨水均具有良好的保濕性能。中性墨水的流變性能貫穿于中性筆整個書寫過程中,對書寫流暢性有著重要影響。通過對不同增稠劑進行不同比例的復配,研究了復配增稠劑對中性墨水流變參數(shù)(粘度、觸變指數(shù)、觸變環(huán)面積)和書寫流暢性的影響,并分析了二者的相關性。發(fā)現(xiàn)當增稠劑的添加量為1.5 wt.%時,DR-72和TT-935、TT-615和TT-935比例為1:1所調配的中性墨水均具有較好的流變性和書寫流暢性。中性墨水的潤滑性能是高檔墨水研發(fā)中一個至關重要的性能指標,流動的墨水在筆芯中起著類似于潤滑劑的作用。本實驗從中性墨水的成膜性能和流變性能兩個角度出發(fā),借助書寫潤滑度檢測儀,考查了影響書寫潤滑度的主要因素,并對其進行了關聯(lián)與優(yōu)化。結果表明:當顏基比為7:1、色漿研磨時間為60 min和色漿含量為30%時所制備的中性墨水潤滑性能可以達到最佳。中性墨水穩(wěn)定性包括顏料色漿和成品墨水的穩(wěn)定。通過研究實驗對比,一方面考察了研磨時間對色漿穩(wěn)定性的影響,另一方面研究了顏料固含量、增稠劑添加量以及pH值對成品墨水穩(wěn)定性的影響。結果表明:紅、藍、黑顏料色漿最佳研磨時間分別為2 h、1.5 h、1 h;紅、藍、黑中性墨水最佳顏料固含量分別為8.0 wt.%、7.0 wt.%、6.0 wt.%;紅、藍、黑中性墨水最佳增稠劑添加量分別為3.0 wt.%、1.5 wt.%、1.0 wt.%;紅、藍、黑中性墨水體系最佳pH值均為8.0~9.0.通過本文對中性墨水體系構建及性能優(yōu)化的研究,所制備出的一款中性墨水的綜合性能可達到國外高端墨水水平,如日本米庫尼墨水。其中,中性墨水的潤滑性能尤為突出。
【學位單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TS951.23
【部分圖文】：

圖 1-2 勢能與膠體粒子間距離的關系曲線lationship between potential energy and distance of colloidal p膠體粒子內部存在的微粒核通常帶有負電荷，從而在粒子內核的外部，電性吸引的作用下會形成一個層的描述從 1879 年亥姆霍茲首次提出雙電層理論每種理論都是對前一種的修正與發(fā)展[39]。變學特征有關的材料（如：血液、石油等）的微觀顆�；蚍忠恍├碚撘巡荒軐ζ溥M行充分的解釋與說明，因此要是從時間、溫度、應變和應力等方面來研究物體[41]。

太原理工大學碩士研究生學位論文。曲線 b 為假塑性流體，剪切速率增大時，剪切應力急劇增度會大幅度下降，這種剪切變稀的特性即為“假塑性”。曲率增大時，剪切應力與黏度均經(jīng)歷由緩慢至急劇增大的過程 d 為賓漢流體，從圖中可以看出其流動曲線與假塑性流體相在零剪切速率時存在一定的剪切應力，此處的剪切應力為屈值時流體才能表現(xiàn)出一定的流動性。

種作用于墨槽中墨水的剪切應力，在自身觸變性的作用時由于墨水對紙張的潤濕性大于對球珠的潤濕性，因此到紙面上，進而形成字跡[49]。而形成字跡的墨水由于剪使得墨水字跡收斂、清晰。擦學原理表明[50]，相互接觸的界面必然存在著摩擦，因時，所產(chǎn)生的摩擦主要來源于球珠與書寫介質以及球珠頭的內部結構層次分明且相互關聯(lián)，任一結構的磨損或中性筆用于書寫時，中性墨水在筆頭內部結構之間流動有效地減輕球珠和球座體的摩擦和磨損。提升中性墨水一方面是引入潤滑劑類的表面活性劑；另一方面是顏料其中不同潤滑劑對中性墨水的影響已有不少的研究，本膜性質對中性墨水的潤滑性能進行研究。
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本文編號：2869602