彩色墨粉用多组分功能复合粒子制备(4)

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化学聚合法[11]是指将单体，颜料和蜡等组分经使用超声等手段分散均匀后加入反应器中搅拌混合均匀，反应一段时间后制得彩色粉墨用复合乳液的过程。通过化学聚合而成的墨粉在稳定性、表面形貌、粒径及其分布等方面与融熔粉碎法制得的墨粉相比都有较大的优势。此外，聚合法生产墨粉的打印效率高，一般可达百分之九十五以上，而且聚合法生产的墨粉流动性较好，生产设备简单，生产方式节能环保。源[自[751^`论`文]网·www.751com.cn/

墨粉的化学聚合法包括界面自由基聚合法、分散聚合法、乳液聚合法、悬浮聚合法等，其中应用于彩色墨粉生产的主要是乳液聚合法和悬浮聚合法[12]。

（1）乳液聚合法

乳液聚合法[13]是用水作溶剂，借助于机械搅拌和乳化剂的作用使单体形成乳液状，单体扩散入胶束形成相互独立的乳胶粒，以自由基聚合的机理生成高分子聚合物的过程。该方法制备彩色墨粉的原料有单体、颜料、电荷调节剂和石蜡等组分，在一定温条件下将这些组分搅拌混合均匀。制备时，先将单体形成稳定的大小在0.1um～0.3um之间乳液形式的“第一微粒”。然后，在水中将颜料和电荷调节剂等固体添加剂加入第一微粒，两者进一步形成粒径大小在1～4um之间“第二微粒”。之后，将第二微粒再进行凝聚，即可制得墨粉颗粒。通过改变工艺条件，我们可以改变微粒的外形，使外形不规则的微粒转变成规整的球体。之后，再经过过滤，烘干，调节流动性和电荷性等工序后，即可制得成品[14]。一般而言，乳液聚合法也可以分为细乳液聚合和原位乳液聚合等。

①细乳液聚合法

自挪威科学家John Ugelstad[15]首先发表细乳液聚合的研究成果以来，细乳液聚合越来越受到国内外科学家的关注。细乳液聚合是一种较为新颖的方法，由于助稳定剂存在阻碍了单体在液滴与液滴之间的传递，使单体液滴和胶束同时作为反应场所来进行聚合。反应中，细乳液聚合这种特殊的机理使单体液滴的粒径和胶粒的粒径能够保持大致相当，从而在聚合过程中使聚合产物粒径大小保持不变[16]。例如，Erdemd等[17]以OLOA370为稳定剂，采用细乳液法成功地将二氧化钛包覆进聚苯乙烯微球中。Bechthold等[18]采用细乳液聚合法成功制备了包覆碳酸钙的聚苯乙烯颗粒。刘涛等利用细乳液聚合成功制备了聚苯乙烯包覆溶剂蓝36的纳米乳液[19]。他们以马来酸酐单十六酯羧酸钠为乳化剂，以十二烷基硫醇为助稳定剂制备出了粒径在一百纳米以下、粒径分布窄且具有明显核壳结构的乳胶复合粒子。

②原位乳液聚合法

原位乳液聚合[20]是在乳液聚合基础上发展起来的一种较为新型的乳液聚合方法。原位乳液聚合是指先在有限的乳化剂条件下将少量单体乳液聚合成种子胶乳，然后再将少量种子胶乳加入乳液聚合体系中。之后，种子胶乳会吸收乳液中的单体而继续发生聚合反应，乳胶粒的粒径会逐渐增大。国内关于原位乳液聚合方面具有较多的研究。童筱莉等[21]人将纳米二氧化硅种子用MAPS做适当处理后，利用原位乳液聚合发成功的制成了MAPS-SiO2/ACR复合物，并系统研究了种子乳液聚合机理和过程。徐宏斌等人利用原位乳液聚合法制备出了聚甲基丙烯酸甲酯/纳米二氧化硅复合乳胶粒子[22]，探讨了二氧化硅粒子对聚甲基丙烯酸甲酯综合性能的影响。

乳液聚合的优点：1.可同时获得高反应速率和高分子量。2.以水为分散介质利于反应热的释放。3.反应体系的粘度较低。4.能适用于直接使用合成乳胶的情况。5.较为节能和环保。缺点：1.乳液聚合的多边性导致配方与工艺条件不易调整。2.少量乳化剂的存在导致后处理工序复杂，产品纯度降低。3.分散介质存在使设备利用率降低[23]。