制印化學基礎

前言

印刷技術作為一門古老而又年輕的學科，給人類帶來了絢麗多彩的世界，我國勞動人民在很早之前就發(fā)明了印刷技術，創(chuàng)造了光輝燦爛的文化，稱為舉世聞名的大發(fā)明。如今，它作為現(xiàn)代文明的一個不可缺少的部分，必將給人類繪出更多更美的圖畫。然而，印刷技術的革新與提高，特別是新型印刷材料的研制，離不開化學，可以說沒有化學知識的應用，就沒有印刷技術的今天，更沒有印刷技術的未來。盡管我國涉足印刷工程與包裝工程專業(yè)的高等院校均將化學課程作為學生的必修課，但均采用化學專業(yè)或其他專業(yè)的教材，存在著許多弊端。編者在二十年來從事該專業(yè)化學課程教學的基礎上，認真閱讀、分析印刷專業(yè)課程內容，提煉出印刷材料、印刷工藝必需的化學知識，并對多年試用的講義進行修改、充實，編寫了本套適合印刷工程專業(yè)的化學教材。本教材包括高分子化學與物理、界面化學、染料化學三部分，這些內容多是基礎化學（無機化學、有機化學等）沒有包含，而在印刷工藝中又頻繁出現(xiàn)的研究課題。例如：高聚物的合成、改性方法及理化性質對研制新型印刷材料（版材、油墨、合成紙張等）是必不可少的基礎知識，而非牛頓流體（高聚物熔體及溶液）的流變學理論則能指導我們選擇印刷最適宜的條件（印刷適性），例如紙張、油墨在操作過程中都有特定的流變性能，并遵循非牛頓流體的流變學規(guī)律。此外，高分子材料的力學性能、電學性能、溶解過程對于指導印刷實踐也是不可忽略的課題。界面化學主要是描述各種界面行為及理論。印刷都是在某一物體（紙張、版材）的表面（固一氣、液-氣界面）上作文章，即研究其表面的潤濕性能、吸收性能等。而表面結構及表面張力決定其表面行為（表面吸附.物理吸附、化學吸附、潤濕性能），例如了解金屬表面結構是認識在金屬（鋅、鋁）版材上建立圖像及吸附層的基礎。金屬版面（高能面）的潤濕性能較高聚物（低能面）的好。同一金屬表面通過不同的處理（表面活性劑），就能建立親水親油這一對矛盾體來滿足空白與畫線部分的需要。此外，表面活性劑還具有乳化、滲透、分散、增溶等作用，這些作用在照相、制版、印刷工序上都具有相當重要的地位，可見離開了界面科學的知識，印刷是無法進行的。印刷油墨的主要成分是染料（顏料），如何制備出色調鮮明、著色率高、耐候性好的油墨也是人們研究的熱點之一。此外，某些成像材料也是由于有機化合物發(fā)生反應變成具有顏色的染料而達到成像的目的。這樣就需要人們對顏色與物質結構之間的關系有所了解，從中得到啟示，進而達到開發(fā)新產品的目的。

內容概要

　　《制印化學基礎》是為適應普通高等學校本科教學和新時期新型印刷人才培養(yǎng)的要求而編寫的?！吨朴』瘜W基礎》將高分子化學與物理、表面化學基礎知識與專業(yè)知識有機結合，注重聯(lián)系實際，并適當?shù)亟榻B了一些國內外印刷包裝行業(yè)的新技術、新方向，有利于拓寬學生的知識面，提高學生分析問題、解決問題的能力。　　全書共分三大部分，系統(tǒng)地介紹了印刷學科中涉及的有關化學基礎知識。其中，第一部分主要包含聚合物的合成原理、方法，高分子化合物的結構、衍生化、力學性能、電學性能、膠粘性能等；第二部分主要涉及液體、固體的表面現(xiàn)象，變化規(guī)律，表面改性方法，表面活性物質的結構、作用原理及應用方法等；第三部分主要包括染料（有機顏料）的分類、染料的發(fā)色理論、物質的顏色和其結構的關系等內容。

書籍目錄

第一篇 高分子化學及物理第1章 基本概念1.1 葛分子的涵義和基本特性1.1.1 高分子的涵義1.1.2 高分子的基本特性1.2 高分子化合物的分子量及分子量分布1.2.1 分子量1.2.2 分子量分布1.3 高分子化合物的分類及命名1.3.1 高聚物的分類1.3.2 高聚物的命名第2章 高分子的合成反應2.1 連鎖聚合反應2.1.1 自由基連鎖均聚合反應2.1.2 自由基連鎖共聚合反應2.1.3 正離子聚合2.1.4 負離子聚合2.1.5 配位絡合聚合2.1.6 連鎖聚合反應的特點2.1.7 聚合方法2.2 逐步聚合反應2.2.1 單體結構2.2.2 縮聚反應的機理——逐步和平衡2.2.3 縮聚反應的特點2.2.4 縮聚過程中的副反應2.2.5 反應的實施方法第3章 高分子化合物的結構3.1 概論3.1.1 高聚物的結構特點3.1.2 高聚物結構內容3.2 大分子鏈的結構3.2.1 大分子間的作用力3.2.2 大分子鏈的柔順性3.3 高分子化合物的聚集狀態(tài)3.4 高聚物的力學狀態(tài)3.4.1 高聚物的三種力學狀態(tài)3.4.2 線型非晶相高聚物的力學狀態(tài)3.4.3 線型晶相高聚物的形變、溫度曲線3.4.4 體型高聚物的力學狀態(tài)第4章 高分子化合物的主要性能4.1 玻璃狀態(tài)的力學性能——強度與破壞4.1.1 強度和破壞4.1.2 影響聚合物力學性能的因素4.2 高彈態(tài)的力學性能4.2.1 聚合物的高彈性4.2.2 影響橡膠彈性的因素4.2.3 橡膠的使用溫度范圍4.2.4 硅橡膠4.3 粘流態(tài)的力學性能——粘流性4.3.1 粘度4.3.2 高聚物的流變性4.4 電學性質4.4.1 高聚物的導電性能4.4.2 高聚物的靜電現(xiàn)象4.5 聚合物的膠粘性4.5.1 聚合物粘結理論4.5.2 粘合強度評價第5章 高分子溶液5.1 高聚物的溶解5.1.1 高聚物溶解過程5.1.2 影響高聚物溶解度的因素5.1.3 高分子在溶液中的構象及其特征5.2 聚電解質溶液5.2.1 聚電解質在溶液中的形態(tài)及性質5.2.2 蛋白質溶液5.2.3 明膠5.2.4 聚電解質溶液的敏化及保護作用第6章 聚合物反應及復合材料6.1 聚合物反應6.1.1 聚合物反應特征6.1.2 典型反應類型6.2 聚合物基納米復合材料6.2.1 納米材料與納米復合材料概念6.2.2 聚合物納米復合材料的制備方法6.2.3 聚合物納米復合材料的特性及性能第二篇 界面化學第7章 液體的表面現(xiàn)象7.1 物質的基本表面性質——表面張力與表面能7.1.1 表面張力7.1.2 表面能7.1.3 比表面自由焓7.1.4 影響表面張力的因素7.2 彎曲液體的表面現(xiàn)象7.2.1 彎曲液面的附加壓力7.2.2 彎曲液面上的飽和蒸氣壓7.2.3 過飽和蒸氣，過熱液體，毛細管凝結7.3 溶液表面的吸附現(xiàn)象7.4 液體在另一液面上的展開7.4.1 粘附功和內聚功7.4.2 液體在另一種液面上的展開第8章 固體的表面現(xiàn)象8.1 固體的表面8.2 固體表面對氣體的吸附作用8.2.1 固體與氣體的作用8.2.2 物理吸附與化學吸附8.2.3 吸附的研究方法8.2.4 影響吸附的因素8.2.5 吸附的規(guī)律8.3 固體表面對溶液的吸附8.3.1 對非電解質溶液的吸附8.3.2 對電解質溶液的吸附8.4 固體分散度對物性的影響8.4.1 分散度對熔點的影響和過冷液體8.4.2 分散度對溶解度的影響和溶液的過飽和現(xiàn)象第9章 表面活性物質9.1 表面活性劑的分類9.1.1 陰離子型活性劑9.1.2 陽離子型活性劑9.1.3 非離子型活性劑9.1.4 兩性活性劑9.1.5 高分子型活性劑9.1.6 特殊結構型9.2 表面活性劑在溶液表面上的吸附和臨界膠束濃度9.2.1 表面活性劑在溶液表面上的吸附9.2.2 表面活性劑的臨界膠束濃度9.3 表面活性劑在固體表面上的吸附9.3.1 吸附特點9.3.2 影響活性劑體表面吸附的因素9.4 表面活性劑的作用及其原理9.4.1 潤濕作用9.4.2 滲透作用9.4.3 乳化作用9.4.4 起泡及消泡作用9.4.5 加溶作用9.4.6 抗靜電作用9.4.7 分散作用9.5 表面活性劑的HLB值9.5.1 非離子型表面活性劑的HLB值9.5.2 離子型表面活性劑的HLB值第三篇 染料及顏料化學第10章 染料及有機顏料10.1 染料的分類和命名10.1.1 染料的分類10.1.2 染料的命名10.2 光和物質顏色的關系10.2.1 光和物質顏色的關系10.2.2 影響物質顏色的因素10.2.3 顏色的“深淺”與“濃淡”10.3 染料的發(fā)色理論10.3.1 Witt理論10.3.2 分子軌道理論10.4 染料分子結構與吸收光譜的關系10.4.1 共軛雙鍵的數(shù)目與吸收光譜的關系10.4.2 極性基團與吸收光譜的關系10.4.3 染料分子的離子化與吸收光譜的關系10.4.4 結構的平面性與吸收光譜的關系10.4.5 共軛系統(tǒng)的“縮短”現(xiàn)象與吸收光譜的關系10.4.6 金屬內絡合物與吸收光譜的關系10.5 外界因素對染料吸收光譜的影響10.5.1 溶劑和介質的影響10.5.2 染料溶液濃度對顏色的影響10.5.3 溫度對染料顏色的影響10.5.4 光對染料顏色的影響10.6 有機顏料10.6.1 有機顏料的意義10.6.2 有機顏料的類型10.6.3 有機顏料在印刷油墨中的應用參考文獻

章節(jié)摘錄

高分子熔體或濃溶液之所以出現(xiàn)爬桿效應，其原因是：轉軸表面線速度較高，靠近轉軸表面的分子鏈被拉伸取向，并纏繞在軸上，經拉伸取向后的分子鏈段有自發(fā)恢復到卷曲構象的傾向，造成在封閉圓環(huán)上液體的拉力，這種拉力力圖使圓環(huán)直徑變小，因而產生了向心法向應力，使液體產生向心運動，直到與液體的慣性力（離心力）相平衡。液體的向心流動必然造成圓環(huán)中心的密度和壓力增大的狀況。壓力的增大表現(xiàn)在各個方向上，其中也使與轉軸線平行的方向上產生應力，稱為軸向應力。由于液體上部的壓力較低，因此液體產生了沿軸上升的運動（與重力平衡）。如我們對油墨進行攪拌，就會發(fā)現(xiàn)爬桿效應的出現(xiàn)。2）出口膨大效應——離模膨脹當高聚物熔體從小孔、毛細管或狹縫中擠出時，擠出物的直徑或厚度會明顯大于?？诘某叽纾@種現(xiàn)象稱為擠出物脹大或離模膨脹，亦稱巴拉斯效應（圖4-11）。例如聚苯乙烯于175-200℃較快擠出時，直徑膨脹達2.8倍。產生這種現(xiàn)象的原因為：高聚物熔體受力被擠出較細的管道或?？缀螅捎诩羟袘Φ淖饔貌粌H使高分子鏈發(fā)生相對位移，而且使鏈段沿流動方向取向，同時主鏈的鏈長和鍵角也沿著流動方向伸展，即熔體不僅發(fā)生塑性流動，而且產生高彈及普彈形變。熔體出口后，剪切應力消失，高分子鏈首先產生鍵長、鍵角回縮，繼而向熱力學穩(wěn)定構象——自然卷曲狀態(tài)產生回縮，從而引起軸向尺寸的縮短和橫向尺寸的增加。因此在熔融紡絲過程中，噴絲板上相鄰兩孔間距離的設計就必須考慮出口膨脹現(xiàn)象，否則就可能產生噴頭并絲現(xiàn)象。

編輯推薦

《制印化學基礎》可作為高等學校印刷工程專業(yè)及相關專業(yè)本科生的教材，也適合于從事印刷材料、印刷工藝研究的相關科研、工作人員參考。

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