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墨水流变性与书写性能的研究

何晓航  姚鹤忠  郭亨长  
【摘要】:乳化墨水,是一种应用于圆珠笔书写的多组分两相乳液体系,微观如图1所示。主要优点是书写润滑、安全环保和线迹耐候性较佳。本项目主要通过研究乳化墨水的流变性能等理化指标与书写应用性能的关系,探索稳定机理、性能控制及测评方法。乳化墨水具有较低的表观粘度300~1500 cps(6r,25℃),在流变性能方面主要获得三方面评测方法。(1)测试其剪切应力随剪切速率变化的流变曲线,并以Hersogel-Bulkley方程为模型(τ=τ0+KD~n),对曲线进行拟合,如图2,与中性墨水和油性墨水进行对比,得出表征乳化墨水书写性能的流变参数。其中τ0为屈服值,K为粘度的度量,n为非牛顿性的度量,三者决定了笔芯静态滴积墨和书写润滑性等相关性能。(2)测试墨水触变环面积,表征墨水内部结构破坏和恢复所需时间的长短,影响书写过程中积墨现象,如图3。(3)以三段式方式模拟书写过程,测试书写过程墨水流变性能的变化,得到应用性能与理论模拟的关系,如图4。通过实验研究,上述三种评测方法对书写应用性能评估,适用于滴积墨和润滑度性能等方面,对墨水配方开发和生产具有指导意义。

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